一种基于机器视觉技术的三维定位装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于机器视觉技术的三维定位装置，目的在于按照透视模型线性标定方法，用各顶点的图像坐标系坐标，结合左、右摄像机的内部参数和标定参数，得到需要定位目标的世界坐标系。本发明包括获取标定目标的数字图像、数据预处理、数据计算和得到目标世界坐标四个步骤。
【专利说明】一种基于机器视觉技术的三维定位装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器视觉与三维定位【技术领域】，更具体的讲是基于透视模型的摄像机线性标定装置。按照透视模型线性标定方法，用各顶点的图像坐标系坐标，结合左、右摄像机的内部参数和标定参数，得到需要定位目标的世界坐标系。
【背景技术】
[0002]三维定位技术是立体视觉测量的关键问题之一。它的目的是确定三维物体的世界坐标系到摄像机图像坐标系的映射关系，其中包括摄像机成像系统内外几何及光学参数的标定和两个或多个摄像机之间相对位置关系的标定。
[0003]在双目视觉系统中，从已经获取的图像信息出发，图像上每个点的亮度反映了空间物体某点的放射光的强度，而该点在图像中的位置与空间物体表面相应点的几何位置相关。这些位置的相互关系，由相机成像的几何模型所决定。为了计算出被测物体的位置，首先需要确认相机成像的相关参数，这些参数可以通过多次实验与计算得到，求解参数的过程就称之为相机标定。
[0004]
【发明内容】
[0005]为了实现上述目的，本发明公开了一种基于机器视觉技术的三维定位装置，目的在于按照透视模型线性标定方法，用各顶点的图像坐标系坐标，结合左、右摄像机的内部参数和标定参数，得到需要定位目标的世界坐标系。
[0006]本发明是采取以下技术方案实现的:一种基于机器视觉技术的三维定位装置，包括获取标定目标的数字图像、数据预处理、数据计算和得到目标世界坐标四个步骤。
[0007]本发明的实现还包括以下的技术方案:
上述数据预处理步骤采用的方法是将识别好的图像二值化，再将图像进行先开运算后闭运算的操作。去除图像边缘的毛刺点以及图像内部的黑点，用贴标签的方法记住目标工件的连通域。
[0008]上述数据计算步骤操作方法是结合得到目标图像坐标和双目系统的内参和标定参数，将目标的信息从二维转化到三维，进而得到目标的世界坐标。目标的图像坐标已知，两个相机标定参数经标定获得，则可用最小二乘法求出目标的世界坐标系坐标。
[0009]上述得到目标图像坐标的方法是将目标区域内所有像素坐标求和取平均值，所得结果即为目标质心在图像上的坐标值，即可代表目标图像坐标。
[0010]本发明的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面:
1.本发明可以根据使用环境的不同制备成各种样式。
[0011]2.本发明操作简便，在不更换双目系统中任何一个相机的情况下，使用前不需要进行任何设置即可完成对目标物的定位。
[0012]3.本发明的输出结果稳定，有效。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的执行步骤示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合说明书附图1对本发明的实施做进一步详述:
本发明公开了一种基于机器视觉技术的三维定位装置包括获取标定目标的数字图像、数据预处理、数据计算和得到目标世界坐标四个步骤。
[0015]上述数据预处理步骤采用的方法是将识别好的图像二值化，再将图像进行先开运算后闭运算的操作。去除图像边缘的毛刺点以及图像内部的黑点，用贴标签的方法记住目标工件的连通域。
[0016]上述数据计算步骤操作方法是结合得到目标图像坐标和双目系统的内参和标定参数，将目标的信息从二维转化到三维，进而得到目标的世界坐标。目标的图像坐标已知，两个相机标定参数经标定获得，则可用最小二乘法求出目标的世界坐标系坐标。
[0017]上述得到目标图像坐标的方法是将目标区域内所有像素坐标求和取平均值，所得结果即为目标质心在图像上的坐标值，即可代表目标图像坐标。
[0018]利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于机器视觉技术的三维定位装置，其特征在于:包括获取标定目标的数字图像、数据预处理、数据计算和得到目标世界坐标四个步骤。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的三维定位装置，其特征在于:所述数据预处理步骤采用的方法是将识别好的图像二值化，再将图像进行先开运算后闭运算的操作，去除图像边缘的毛刺点以及图像内部的黑点，用贴标签的方法记住目标工件的连通域。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的三维定位装置，其特征在于:所述述数据计算步骤操作方法是结合得到目标图像坐标和双目系统的内参和标定参数，将目标的信息从二维转化到三维，进而得到目标的世界坐标。
4.根据权利要求3所述数据计算步骤，其特征在于:所述得到目标图像坐标的方法是将目标区域内所有像素坐标求和取平均值，所得结果即为目标质心在图像上的坐标值，即可代表目标图像坐标。
5.根据权利要求3所述数据计算步骤，其特征在于:所述双目系统的标定参数经标定获得。
【文档编号】G06T7/00GK103886575SQ201310433676
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】牛晓芳 申请人:天津思博科科技发展有限公司