一种ccd相机的基准定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基准定位领域，特别是指一种CCD相机的基准定位方法。
【背景技术】
[0002]CCD相机具有高采集率，宽视场的优点，一般应用在高速扫描高精度检测系统中，CCD相机与检测物体的相对位姿不仅影响相机扫描范围，而且影响其扫描精度，依次需要对CCD相机进行基准定位。目前，对CCD相机的标定方法有传统相机标定法、相机自标定法和主动视觉相机标定方法，传统相机标定法需要通过标定物来实现，而标定物虽然制作简单、精度易保证，但使用环境受限，且标定时必须采用两幅或两幅以上的图像，使用复杂；相机自标定法仅依靠多视图对应点之间的关系就可以直接进行标定，但是运动约束条件太强，在实际中并不实用；主动视觉的相机标定法是鲁棒性较高，但是需要高精度的摄像平台来实现，成本高。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种CCD相机的基准定位方法，解决了现有技术中标定方法复杂的问题。
[0004]本发明的技术方案是这样实现的:
[0005]一种CCD相机的基准定位方法，该方法同时对两个CCD相机进行校正，包括以下步骤:
[0006]步骤一:在平台上放置第一 CXD相机和第二 CXD相机，所述第一 CXD相机和第二CXD相机的镜头垂直向下，并距离平台一定的距离；
[0007]步骤二:校正第一 CXD相机和第二 CXD相机的垂直度；
[0008]步骤三:在校正完垂直度的第一 CXD相机和第二 CXD相机的正下方水平的放置一条水平尺；
[0009]步骤四:第一 CXD相机和第二 CXD相机均拍摄水平尺的图像，并将图像传输至PC机中；
[0010]步骤五:在所述PC机中，将所述第一 CCD相机拍摄的水平尺的第一图像和第二CCD相机拍摄的水平尺的第二图像在同一平面坐标系下比对处理，当第一图像的坐标和第二图像的坐标重合，则完成第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置的校正；当第一图像的坐标和第二图像的坐标不重合，计算第一 CXD相机和第二 CXD相机的相对位置量，并调节第一CXD相机或第二 CXD相机的位置使第一 CXD相机和第二 CXD相机的坐标重合。
[0011 ] 优选的是，所述的CCD相机的基准定位方法中，所述步骤二中对第一 CCD相机或第二CCD相机的垂直度的校正方式为:首先，将第一圆柱体叠加在第二圆柱体上作为标定物放置在所述平台上，并位于所述第一 CCD相机或第二 CCD相机的正下方，其中，所述第一圆柱体和第二圆柱体同轴设置，且第一圆柱体的直径小于第二圆柱体的直径；其次，所述第一CCD相机或第二 CCD相机获取所述标定物的图像，若图像为两个同轴的圆，则完成第一 CCD相机或第二 CCD相机的垂直度的校正；若图像为两个不同轴的椭圆，则将所述标定物的图像传输至PC机内，在PC机内计算两个不同轴的椭圆的中心偏移量，并根据所述偏移量调节所述第一 CCD相机或第二 CCD相机的位置，直至所述标定物的图像为两个同轴的圆，则完成第一 CXD相机或第二 CXD相机的垂直度的校正。
[0012]优选的是，所述的CCD相机的基准定位方法中，所述步骤五中，计算第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置量的方式为:在一个平面坐标系OXY下，获取第一图像中水平尺在X轴和Y轴上的坐标，并计算出第一图像中水平尺的倾斜角度，得到第一图像的位置；获取第二图像中水平尺在X轴和Y轴上的坐标，并计算出第二图像中水平尺的倾斜角度，得到第二图像的位置。
[0013]本发明的有益效果为:本发明中CCD相机的基准定位方法，同时实现对两个CCD相机的基准定位；采用坐标分解法进行校正，先进行垂直度的校正，再在平面坐标中进行校正，校正方法简单，准确度高，解决了现有技术中定位复杂的问题。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明一种CXD相机基准定位方法的结构示意图；
[0016]图2为标定物的结构示意图；
[0017]图3为图1所示第一 CXD相机垂直度校正后的标定物的图像；
[0018]图4为图1所示第一 CXD相机垂直度待校正的标定物的图像；
[0019]图5为图1所示计算第一图像的位置的示意图；
[0020]图6为图1所示计算第二图像的位置的示意图。
[0021]图中:
[0022]1、第一圆柱体；2、第二圆柱体。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]如图1至图4所示的一种CXD相机的基准定位方法，该方法同时对两个CXD相机进行校正，包括以下步骤:
[0025]步骤一:在平台上放置第一 CXD相机和第二 CXD相机，第一 CXD相机和第二 CXD相机的镜头垂直向下，并距离平台一定的距离；
[0026]步骤二:校正第一 CXD相机和第二 CXD相机的垂直度；
[0027]步骤三:在校正完垂直度的第一 CXD相机和第二 CXD相机的正下方水平的放置一条水平尺；
[0028]步骤四:第一 CXD相机和第二 CXD相机均拍摄水平尺的图像，并将图像传输至PC机中；
[0029]步骤五:在PC机中，将第一 CXD相机拍摄的水平尺的第一图像和第二 CXD相机拍摄的水平尺的第二图像在同一平面坐标系下比对处理，当第一图像的坐标和第二图像的坐标重合，则完成第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置的校正；当第一图像的坐标和第二图像的坐标不重合，计算第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置量，并调节第一 CCD相机或第二 CXD相机的位置使第一 CXD相机和第二 CXD相机的坐标重合。
[0030]在步骤二中对第一 C⑶相机或第二 CXD相机的垂直度的校正方式为:首先，将第一圆柱体I叠加在第二圆柱体2上作为标定物放置在所述平台上，并位于第一 CCD相机或第二CCD相机的正下方，其中，第一圆柱体和第二圆柱体同轴设置，且第一圆柱体的直径小于第二圆柱体的直径；其次，第一 CCD相机或第二 CCD相机获取标定物的图像，若图像为两个同轴的圆，则完成第一 CCD相机或第二 CCD相机的垂直度的校正；若图像为两个不同轴的椭圆，则将所述标定物的图像传输至PC机内，在PC机内计算两个不同轴的椭圆的中心偏移量，并根据所述偏移量调节所述第一 CCD相机或第二 CCD相机的位置，直至所述标定物的图像为两个同轴的圆，则完成第一 CCD相机或第二 CCD相机的垂直度的校正。
[0031]在步骤五中，计算第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置量的方式为:在一个平面坐标系OXY下，获取第一图像中水平尺在X轴和Y轴上的坐标，并计算出第一图像中水平尺的倾斜角度，得到第一图像的位置；获取第二图像中水平尺在X轴和Y轴上的坐标，并计算出第二图像中水平尺的倾斜角度，得到第二图像的位置。
[0032]如图5至图6所示计算第一 (XD相机和第二 (XD相机的相对位置量，第一图像的A点的坐标为A(XI，Yl)，B的坐标为B (X2，Y2)，AB的连线与Y轴的夹角为a ;第二图像的C点的坐标为C(X3，Y3)，D点的坐标为D(X4，Y4)，⑶的连线与Y轴的夹角为b，则可计算出夹角a的度数和夹角b的度数，则第一相机和第二相机的夹角为a+b，第一相机和第二相机的位移差为X3-X1，调整第一相机和第二相机的位置，以使第一相机和第二相机的夹角为0，位移差为O。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种CCD相机的基准定位方法，其特征在于，该方法同时对两个CCD相机进行校正，包括以下步骤: 步骤一:在平台上放置第一 CCD相机和第二 CCD相机，所述第一 CCD相机和第二 CCD相机的镜头垂直向下，并距离平台一定的距离； 步骤二:校正第一 CXD相机和第二 CXD相机的垂直度； 步骤三:在校正完垂直度的第一 CXD相机和第二 CXD相机的正下方水平的放置一条水平尺； 步骤四:第一 CCD相机和第二 CCD相机均拍摄水平尺的图像，并将图像传输至PC机中； 步骤五:在所述PC机中，将所述第一 CCD相机拍摄的水平尺的第一图像和第二 CCD相机拍摄的水平尺的第二图像在同一平面坐标系下比对处理，当第一图像的坐标和第二图像的坐标重合，则完成第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置的校正；当第一图像的坐标和第二图像的坐标不重合，计算第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置量，并调节第一 CCD相机或第二 CCD相机的位置使第一 CCD相机和第二 CCD相机的坐标重合。
2.根据权利要求1所述的CCD相机的基准定位方法，其特征在于，所述步骤二中对第一CCD相机或第二 CCD相机的垂直度的校正方式为:首先，将第一圆柱体叠加在第二圆柱体上作为标定物放置在所述平台上，并位于所述第一 CCD相机或第二 CCD相机的正下方，其中，所述第一圆柱体和第二圆柱体同轴设置，且第一圆柱体的直径小于第二圆柱体的直径；其次，所述第一 CCD相机或第二 CCD相机获取所述标定物的图像，若图像为两个同轴的圆，则完成第一 CCD相机或第二 CCD相机的垂直度的校正；若图像为两个不同轴的椭圆，则将所述标定物的图像传输至PC机内，在PC机内计算两个不同轴的椭圆的中心偏移量，并根据所述偏移量调节所述第一 CCD相机或第二 CCD相机的位置，直至所述标定物的图像为两个同轴的圆，则完成第一 CXD相机或第二 CXD相机的垂直度的校正。
3.根据权利要求1所述的CCD相机的基准定位方法，其特征在于，所述步骤五中，计算第一 CCD相机和第二 CCD相机的相对位置量的方式为:在一个平面坐标系OXY下，获取第一图像中水平尺在X轴和Y轴上的坐标，并计算出第一图像中水平尺的倾斜角度，得到第一图像的位置；获取第二图像中水平尺在X轴和Y轴上的坐标，并计算出第二图像中水平尺的倾斜角度，得到第二图像的位置。
【专利摘要】本发明提出了一种CCD相机的基准定位方法，该方法同时对两个CCD相机进行校正，在平台上放置第一CCD相机和第二CCD相机，第一CCD相机和第二CCD相机的镜头垂直向下，并距离平台一定的距离；校正第一CCD相机和第二CCD相机的垂直度；在校正完垂直度的第一CCD相机和第二CCD相机的正下方水平的放置一条水平尺；第一CCD相机和第二CCD相机均拍摄水平尺的图像，并将图像传输至PC机中进行处理，且根据处理结果调节第一CCD相机或第二CCD相机的位置直至完成第一CCD相机和第二CCD相机的相对位置的校正。本发明的基准定位方法简单，准确度高。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104820978
【申请号】CN201510043310
【发明人】张江泓, 马迎春, 陈建宇, 曹晖, 王军, 罗超玲
【申请人】山西迪迈沃科光电工业有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年1月28日