b、Oc、Od，焦点Oa、Ob、Oc、 Od在同一平面上，且组成一个矩形平面，设矩形平面Oa化长度为m，OaOc长度为n，四台相机的 光轴相互平行且垂直于该矩形平面，设a相机、b相机、C相机、d相机四台相机组选用完全相 同的相机成像，镜头也完全相同，其焦距设为f;
[0060] 设^〇3、〇6、〇。、〇循形平面的中屯、点〇为原点的被测物空间的直角坐标系，乂为水平 方向，平行于矩形的OaOb-边，Y为垂直方向，平行于矩形的OaOc-边，Z为长度或深度方向， 方向指向被测物；
[0061] 设被测物中的任意一个特征点为Ρν,Ρν在a相机、b相机、C相机、d相机四台相机组的 像平面的投影点的坐标为PNa ( PNax，PNay )，PNb ( PNbx，PNby )，PNc ( PNcx，PNcy )，PNd ( PNdx，PNdy )，那么 Pn 点空间位置的坐标就设为Pn ( PNx，PNy，PNz )。
[0062] 采用本发明的技术方案和方法由于是通过四台及W上数字相机在同一平面上按 矩形阵列布置，在完成多目匹配算法找到各对应特征点后，采用该方法快速准确的计算出 被视物体特征点的Ξ维位置坐标进而实现被视物体全部外观尺寸的Ξ维立体快速精确测 量。除了能够快速计算特征点的Ξ维坐标，由于采用了四相机组平面矩阵布置方式，该方法 可W极大简化特征点的匹配算法。
[0063] 本发明的技术方案和方法具有如下优点：
[0064] 1、四像机组平面阵列Ξ维视觉测量法，能够根据被测物同一点在不同相机成像点 位置的变化，解算出被测物同一点的Ξ维立体坐标。其中，水平尺寸依靠两对水平布置的相 机进行解算，垂直尺寸依靠两对垂直布置的相机进行解算，深度尺寸依靠两对水平和两对 垂直相机都可W解算出来。
[0065] 2、四像机组平面阵列Ξ维视觉测量法，能够通过特征点图像坐标之间简单的代数 计算，就可W解算出被测物特征点的Ξ维立体数据，被测物同一点的坐标计算精度，只与相 机精度和分辨率、相机相互位置精度和距离有关。与现有的光截图算法和其它需要提前标 定的算法相比，不需要带入复杂的标定公式，极大的简化了空间尺寸计算，同时，避免了将 标定器和标定过程出现的误差带入到测量结果。
[0066] 3、四像机组平面阵列Ξ维视觉测量法，属于多相机冗余和特殊结构化布置方法， 对于双目视觉匹配算法中极线算法，直接简化为平行与X轴和Y轴的直线，也就是说，被测物 体上的所有在各个像平面上的对应投影点，都在平行与X轴和Y轴的直线上。我们可W直接 将每对测量图像经过按像素点逐点在X轴和Y轴方向平移、叠加、比较，可W将所有测量物能 够被测到的点进行完全匹配。该方法可W极大的简化双目匹配的复杂算法。
【附图说明】
[0067] 图1为本发明平面四相机组阵列布置平面示意图；
[0068] 图2为本发明平面四相机组阵列布置立体示意图；
[0069] 图3为本发明平面四相机组阵列布置坐标系设置示意图；
[0070] 图4为本发明四相机组阵列水平尺寸计算立体示意图；
[0071] 图5为本发明四相机组阵列水平尺寸计算平面示意图；
[0072] 图6为本发明四相机组阵列垂直尺寸计算立体示意图；
[0073] 图7为本发明四相机组阵列垂直尺寸计算平面示意图；
[0074] 图8为本发明3X2相机阵列Ξ维测量系统布置示意图；
[0075] 图9为本发明3X2相机阵列Ξ维测量系统布置俯视图；
[0076] 图10为本发明3 X 2相机阵列Ξ维测量系统布置侧视图。
【具体实施方式】
[0077] 下面结合附图对本发明的技术方案和方法详细说明如下，W利对本发明的技术方 案和方法全面的了解。
[007引如图1，图2和图3所示，一种四像机组平面阵列特征点Ξ维测量系统，包括至少一 组W四台数码相机组成为一组的四像机组；
[0079] 所述的四台数码相机组成的一组四像机组W2X2阵列形式设置；
[0080] 所述的四台数码相机包括a相机，b相机，C相机和村目机;该a相机，该b相机，该C相 机和该d相机在同一平面上布置；
[0081] 所述的a相机，b相机，C相机和d相机四台相机的成像光轴上的焦点〇3、〇6、0。、〇3在 同一平面上且组成一个矩形形成一个矩形平面；即a相机，b相机，C相机和d相机分别为于该 矩形的四个角（如图1，图2,图3);该a相机，该b相机，该C相机和该d相机四台相机的成像光 轴中屯、线均垂直于该矩形平面；
[0082] 所述的a相机，b相机，C相机和d相机四台相机的型号完全相同，镜头也完全相同； 两相机之间的距离，在满足矩形要求的前提下，长度和宽度尺寸可任意调整。相机分辨率和 其它参数、镜头焦距、矩形的长度和宽度尺寸的选择，需要根据被测物的位置和尺寸选择合 适的参数，保证四台相机在视场范围内均能够拍摄到被测物的图像，同时，能够满足测量精 度对图像分辨率的要求。
[0083] 还包括至少一台垂直激光器和至少一台水平激光器;所谓垂直激光器为垂直方向 设置的激光器;所谓水平激光器为水平方向设置的激光器;激光器可选用气体激光器、固体 激光器、半导体激光器、自由电子激光器或脉冲激光器；
[0084] 所述的a相机，b相机相对位置为水平设置，所述的C相机，d相机相对位置为水平设 置(与a相机，b相机平行），该垂直激光器位于0a、0b连线的垂直平分线上设置;如图1，图2为 位于a相机，b相机的上端;距离为a相机，b相机焦点连线长度的1-3倍；
[0085] 所述的a相机，C相机相对位置为垂直设置，所述的b相机，d相机相对位置为垂直设 置(与a相机，C相机平行），该水平激光器位于〇3、0。连线的垂直平分线上设置。如图1，图2为 位于a相机，C相机的左端;距离为a相机，C相机焦点连线长度的1-3倍；
[0086] 该四台数码相机组成的一组四像机组W选定相机的成像光轴上的焦点与相邻Ξ 台相机的成像光轴上的焦点组成一个矩形形成一个矩形平面的四台数码相机组成，且四相 机的成像光轴中屯、线均垂直于该矩形平面。
[0087] 该四像机组W2X3,2X4,2X5,3X2,3X3,3X4,3X5或4X4阵列形式设置。为了 能够测量不同位置和外型尺寸的物体，满足不同测量精度的要求，该视觉测量系统，可W根 据需要，将四相机组2X2阵列按矩形成对布置成相机阵列进行扩展，W扩大测量的视场范 围。设四相机组阵列为2X2阵列，如果增加横向的视场范围，可W在横向再布置一对相机， 变成3X2阵列，可能的扩充阵列如:2X3,2X4,2X5,3X2,3X3,3X4,3X5,4X4等等。
[0088] 测量相机矩阵布置的首要原则是相机的成像光轴上的焦点与相邻Ξ台相机的成 像光轴上的焦点组成一个矩形，且像机的成像光轴中屯、线均垂直于该矩形平面。
[0089] 测量相机矩阵布置的另一个原则是需要被测的特征点能够在相机阵列中至少能 在其中的一个四相机2X2阵列中的所有图像中找到对应的匹配点。
[0090] 测量相机矩阵的计算原则是W四相机组2X2阵列为基础进行图像匹配和Ξ维坐 标计算，如果该对相机水平或垂直方向各相邻两对其它相机，本对相机可分别参与与之相 邻的另两对相机的四相机组2X2阵列运算。
[0091] 四像机组平面阵列特征点Ξ维测量法，可设置一个或多个垂直线激光发生器（即 垂直激光器)或水平线激光发生器（即水平激光器），见图1、图2;-个或多个垂直线激光发 生器或水平线激光发生器的用途是通过激光结构光，能够快速精确的进行四相机组图像对 被视物与激光相交线上同一个测量点的匹配。（由于激光相对于普通光源照度高，容易在图 像上得出与物体的交线图形，而且根据光截图原理容易算出交线的Ξ维坐标，没有歧义。类 似于指示线，方便图像匹配。从另一个角度说如果图像直接匹配，算法复杂，容易匹配错误， 难W保证唯一性。）但如果不设置线激光发生器，只要能够实现图像特征点的快速匹配，对 测量结果也没有影响。有时，为了达到测量速度和精度的要求，可W布置多条水平或垂直激 光线，布置的方式建议将激光线采用相互平行的方式布置。
[0092] 该四像机组中相机的传感器类型是2/3" CMOS，像元尺寸是5.5μπι，分辨率是1024 X 2048,镜头焦距为25毫米。
[0093] 该四像机组中水平方向相邻两相机的距离为m，垂直方向相邻两相机的距离为η; 其中m的取值范围为50-100毫米，较佳的m的取值范围为60毫米;η的取值范围为50-100毫 米，较佳的η的取值范围为50毫米。
[0094] -种基于如上所述的Ξ维测量系统的测量方法，包括如下具体步骤：
[00Μ]步骤一、按照四像机组平面阵列Ξ维视觉测量法建立测量系统；
[0096] 该测量系统主要建立的原则是：最少不低于四台相同的相机，其光轴平行且焦点 在同一个平面上，焦点能够组成一个矩形；
[0097] 该矩形的尺寸和相机及镜头参数的选择，主要的考虑因素是测量系统的精度和被 测物的大小；当测量精度要求高时，考虑提高相机的分辨率和增大镜头的焦距，同时，需要 保证被测物体能够同时在四台相机上有对应的成像点，如果被测物超出成像范围，还可W 考虑成对增加测量相机，形成测量相机矩阵；
[0098] 步骤二、图像采集完成后，对相机组图像特征点进行匹配运算；
[0099] 双目和多目图像匹配算法，目前有大量的相关研究和算法，我们可W参考目前的 算法对图像上的被测物成像点进行对应的匹配。由于我们采用了多相机冗余和特殊结构化 布置方法，采用双多目图像目和匹配算法对图像上的被测物成像点进行对应的匹配;对于 双目视觉匹配算法中极线算法