基于单目视觉的平面测量

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1、第27卷第4期电子测量与仪器学报Vol.27No.42013年4月JOURNALOFELECTRONICMEASUREMENTANDINSTRUMENT·347·DOI:10．3724/SP．J．1187．2013．00347*基于单目视觉的平面测量11112尹英杰徐德张正涛王欣刚屈稳太(1．中国科学院自动化研究所精密感知与控制研究中心北京100190;2．浙江大学宁波理工学院宁波315100)摘要:针对平面上目标的定位及长度测量等问题，提出了一种基于单目视觉测量平面上物体位置的方法，并讨论了标定点的选取原则。在被测目标所在平面上放置平面靶标，在平面靶标

2、上选取标定点，通过最小二乘法求取模型参数，实现单目视觉测量模型的标定。利用标定出的模型参数，根据目标的图像坐标计算出其平面坐标位置，从而实现目标的定位及长度测量。标定点个数至少为4个，并且标定点需满足特定的位置关系。实验中测得目标长度的相对误差小于0．3%，验证了该方法的有效性。关键词:测量模型;标定;平面靶标;单目视觉;视觉测量+中图分类号:TP242．6．2文献标识码:A国家标准学科分类代码:510．8060Planemeasurementbasedonmonocularvision11112YinYingjieXuDeZhangZhengtaoWa

3、ngXingangQuWentai(1．ResearchCenterofPrecisionSensingandControl，InstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China;2．NingboInstituteofTechnology，ZhejiangUniversity，Ningbo315100，China)Abstract:Aimingattheproblemaboutthepositioningofobjectonplaneandlengthmeasurement，

4、amethodformeasuringobjectpositionontheplanebasedonmonocularvisionisproposed．Theselectionprincipleofthecali-brationpointisdiscussed．Aplanartargetisplacedontheplane，thecalibrationpointsareselectedintheplanartarget，andmodelparameterscanbecalculatedusingtheleastsquaremethod．Thentheme

5、asurementmodelcali-brationisrealized．Theobject'spositionontheplanecanbecalculatedusingitsimagecoordinatesandthemeas-urementmodelparameters，andthegoalofpositioningandlengthmeasurementonplaneisachieved．Fourpointsatleastarechosenintheplanartarget，andthecalibrationpointsneedtomeetspe

6、cificpositionrelation．Therelativeerrorofthetarget'slengthislessthan0．3%intheexperimentalresult，whichverifiestheeffectivenessofthepro-posedmethod．Keywords:measurementmodel;calibration;planartarget;monocularvision;visualmeasurement通过引入特征点与摄像机成像中心之间的距离因1引言子建立位姿测量模型，并将位姿测量模型进行线视觉测量技术

7、具有非接触，精度高等特点。常性化处理，最后利用线性方程的基础解和变量变［1-4］见的视觉测量方法主要有单目视觉测量、双目换中变量之间的相互关系，实现位姿参数的求解。视觉测量［5-10］、结构光视觉测量［11-13］等。Xu［1］等［5］Goto等通过将双目视觉和运动视觉进行结合，［6］在移动机器人的顶端安装单目摄像头，通过摄像提高了三维视觉的测量精度。Zheng等提出了一头获取天花板上的角点、平行线等特征，从而实现种通过双目立体视觉测量已知半径的圆的姿态的［2］［7］移动机器人的视觉定位。王鹏等在运用单目视简单方法。Li在传统的双目立体视觉的基础上觉进行

8、位姿测量的过程中使用4个共面特征点，对双目球形立体视觉进行了探讨。双目视觉可以收