利用双目立体视觉校准铣刀位置的方法研究

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1、陌吾看百孺西闩芝器掣需耋慧兰：：譬。c1Ⅲ6(m5)。．。。。．文章编号：1671—4598(2008)05—0663—03中图分类号：TP274：THl61．22文献标识码：B利用双目立体视觉校准铣刀位置的方法研究高自来，许增朴，于德敏，王永强(天津科技大学机械工程学院，天津300222)摘要：结合工业现场的需要，提出了一种基于双目立体视觉的快速测量铣刀盘刀具位置的方法，系统可在现场进行标定，并详细地讲述了该系统的标定原理和标定方法；标定系统时．仅需要一块二维标定板，不需要特殊的附加光源，结构简单，速度快，标定精度高；该测鼍方法克服了传统方法的需要接触测量

2、、速度慢等缺点，能够实时进行自动快速测量，为工业在线生产提出了广泛地应用前景；此方法也可以应用于对工件尺寸的在线检测、孔洞位置的在线检测等。关键词：标定；单应性，极线；匹配ResearchofAdjustingPositionofMillingCutterbyStereoVisionGaoZilai，XuZengpu，YuDemin，WangYongqiang(MechanicalEngineeringInstitute，TianjinUniversityofScienceandTechnology，Tianjin300222，China)Abstract：

3、Amethodisputforwardtofastmeasuringthepositionofmillingcutterbystereovision，thesystemcanbecalibratedonline．Onlya2Dplanartargetisneededwhencalibratingsystem，andtheprocessofcalibrationissimpleandfast，withoutanyexpensiveappendedlightsource．ThemethodalsocanbeusedtOdetectthesizeofworkpie

4、cesandthepositionofholesonline．Keywords：calibration；homography；polarline；matching0引言在工业现场，进行铣刀盘刀具位置校准需要进行繁琐的测量。如图1所示的装配式铣刀盘，每次在装配铣刀时，要保证各个刀刃半径在允许的公差范围内，首先要进行测量，然后再做调整。测量方法有光学投影法，测头测量法等。以上方法虽然能够满足测量要求，但存在不足之处，如效率低下、操作复杂、自动化程度低、成本高等等，难以满足工业现场快速测量的需求。因此，研究高效测量刀盘刀具几何位置参数的方法具有十分重要的意义。本文

5、采用的方法可实现非接触式刀盘刀具位置的快速测量，提高了校准刀盘刀具位置的效率[1_3]。图1铣刀盘1双目视觉铣刀位置测量原理双目立体视觉实现对刀具位置进行测量需要拍摄两幅以上的图像获取其三维几何信息，如果用不同角度的两个摄像机同时观察一个刀具，将得到的图像传人计算机，经过计算机的合成、计算，就能得到刀具的深度信息。首先通过左右两个摄像机同时对刀盘上的刀具进行拍摄获收稿日期：2007—08—13：修回日期：2007一09—22。基金项目：天津市科技计划资助项目(07ZCKFGX00800)。作者简介：高自来(1983一)，男．河南周13人，研究生，主要从事机械

6、参数测量与控制方向的研究。取刀盘的图像信息，通过图像采集系统将拍摄剑的图像对传送至计算机，然后再由计算机进行特征点提取和立体匹配，得到匹配点的像素值，最后可根据标定的左右摄像机的关系计算得到刀具位置的几何信息，并将计算结果显示出来。P／＼／j＼／／＼＼／＼＼卅粤＼端图2双摄取像机观察空间一点摄像机模型如图2所示。C。为左摄像机，Cz为右摄像机，O。、02分别为C，、Cz的光心，P为空间任意一点。用双摄像机同时观察P，根据单应性n]，则点P在左右摄像机分别有唯--x寸．应的图像点p，和p：。根据几何投影关系，直线olp，上的任意一点投影到图像上都与p，重合。如

7、果仅利用p。，无法确定P点的三维位置，只能得到P点在o，p。的连线上。同理，由右摄像机图像，也能得到P点位于ozp：的连线上。因此，确定了图像点p，与pz的位置，点P的三维位置就可以唯一确定了，即直线o-p·与02pz的交点。户z为p，的对应点。对于左图像上任意一点p。，都能确定空间点P所在的直线o。p。，该直线在右摄像机上的投影为￡z(如图2所示)，则p。在右图像上的对应点pz位于直线z：上。直线fz为右摄像机图像上对应于P，的极线，此极线方程可以通过双目标定求出Is]。测量装置如图3所示。左右摄像机组成了双目视觉系统，中华测控网chinamca．com·

8、664·计算机测鼋与控制第16卷，为焦距；R，f分别