任意位姿物体机器视觉测量视差变形补正.pdf

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1、第３８卷第８期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ８２０１７年８月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＡｕｇ．２０１７任意位姿物体机器视觉测量视差变形补正１，２１２２张亚锋，屠大维，蔡建文，干为民（１．上海大学机电工程与自动化学院上海２０００７２；２．常州工学院机械与车辆工程学院常州２１３０３２）摘要：提出一种对机器视觉测量视场内任意位姿目标物体视差变形导致测量误差进行物体自动跟踪和变形补正的方法。在分析视差变形基础上，提出自动跟踪检测模型，得出补正参数。通过改进的序贯相似性检测算法（ＳＳＤＡ）模板匹配

2、、图像的二值化处理和腐蚀、质心坐标求取和轮廓边缘搜索等计算，计算出反映目标物体位置、姿态偏移的特征参数，从而求得目标物体自动跟踪位置、姿态偏移补正量。以任意位姿Ｍ４螺母内螺纹检测为实验对象，实验结果表明，该自动跟踪补正方法可行，具有较好的跟踪一致性，取得了较好的视差变形补正效果。关键词：自动跟踪；图像匹配；轮廓搜索；视差变形；位置补正中图分类号：ＴＰ３９１．４ＴＨ１６１文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５２０．２０Ｐａｒａｌｌａｘｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｏａｒｂ

3、ｉｔｒａｒｙｐｏｓｉｔｉｏｎｐｏｓｅｏｂｊｅｃｔｓ１，２１２２ＺｈａｎｇＹａｆｅｎｇ，ＴｕＤａｗｅｉ，ＣａｉＪｉａｎｗｅｎ，ＧａｎＷｅｉｍｉｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ２１３０３２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｅｔｈｏ

4、ｄｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｆｏｒａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｒｒｏｒ，ｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｐａｒａｌｌａｘｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｂｊｅｃｔｉｎａｎｙｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｖｉｓｕａｌｆｉｅｌｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐａｒａｌｌａｘｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

5、．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＳＳＤＡｔｅｍｐｌａｔｅｍａｔｃｈｉｎｇ，ｉｍａｇｅｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ｃｅｎｔｒｏｉｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｏｕｒｅｄｇｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｏｓｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｂｊｅｃｔａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｏｂｊｅｃｔａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｏｓｅｄｅｖｉ

6、ａｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｔｈｒｅａｄｏｆａｒｂｉｔｒａｒｙｐｏｓｉｔｉｏｎｐｏｓｅＭ４ｎｕｔｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｈａｓｇｏｏｄｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ，ａｎｄａｃｈｉｅｖｅｓｂｅｔｔｅｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｐａｒａｌｌａ

7、ｘｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃｔｒａｃｋｉｎｇ；ｉｍａｇｅｍａｔｃｈｉｎｇ；ｃｏｎｔｏｕｒｓｅａｒｃｈ；ｐａｒａｌｌａｘｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ算法，这两种方法都采用了ＳＩＦＴ算子，以利于在跟踪匹０引言配的过程中不受目标物体尺度、旋转、仿射、视角和光照变化的影响，由于在跟踪过程中须建立模板特征点数据在机器视觉测量中，视场内任意位置、姿态的目标物集，在对存在视差变形较大的目标物体跟踪时，存在耗时体由于存在视差变形，引起测量误差。目前已有多种跟较长和匹配不准的问题，为后续的

8、补正带来较大的误差。［３］踪及补正算法，取得了较好的跟踪效果。文献［１］提出ＢＥＲＮＩＥＲＴ等人提出以角度作为自变量，以质心为中一种基于尺度不变特征变换（ｓｃａｌｅｉｎｖａｒｉａｎｔｆｅａｔｕｒｅ心，顺时针旋转２π，对应