三维测量方法、装置及系统

摘要

本申请公开一种三维测量方法、装置及系统，其通过结构光视觉系统确定被测的物点P在结构光视觉系统坐标系下的坐标；根据预先标定的两种视觉系统之间的坐标转换关系进行坐标转换，得到物点P在双目立体视觉系统的第一坐标系下的参考坐标；根据该参考坐标以及预先标定的测量精度，利用双目立体视觉系统的三维测量原理及预设立体匹配算法确定物点P在双目立体视觉系统中的最小匹配代价对应的第一像点位置及第二像点位置；进而根据所述第一像点位置和第二像点位置确定物点P对应的实际视差，进而根据该实际视差计算物点P在第一坐标系下的实际坐标。本申请实现了两种视觉系统的融合，同时克服二者的缺点，可以保证高速运动场景下的高精度测量需求。

主权项

一种三维测量方法，其特征在于，包括：获取结构光视觉系统和双目立体视觉系统的标定信息；所述标定信息至少包括，结构光视觉系统坐标系O_s‑X_sY_sZ_s和双目立体视觉系统的第一图像采集器对应的第一坐标系O_L‑X_LY_LZ_L之间的坐标转换关系、测量精度δ、所述双目立体视觉系统的基准距b、焦距f，以及所述第一图像采集器的主点位置u；利用结构光视觉系统，确定被测物上一物点P在坐标系O_s‑X_sY_sZ_s下的坐标(x_s,z_s)；根据所述坐标转换关系对所述坐标(x_s,z_s)进行坐标转换，得到物点P在第一坐标系O_L‑X_LY_LZ_L下的参考坐标(x_L,z_L)；根据所述基准距b、焦距f、测量精度δ和所述物点P的参考坐标值z_L，确定物点P在所述双目立体视觉系统的第一图像采集器和第二图像采集器之间的视差最小值d_min和视差最大值d_max；其中，根据所述参考坐标(x_L,z_L)和主点位置u，确定物点P在第一图像采集器所拍摄的第一图像中对应第一像素位置x₁；根据所述视差最小值d_min、视差最大值d_max和第一像点位置x₁，确定物点P在第二图像采集器所拍摄的第二图像中的第二像素位置x₂的取值区间T＝[x₁‑d_max,x₁‑d_min]；根据预设立体匹配算法，分别计算所述第一像素位置x₁对应的第一像点与所述取值区间T中每一个取值x₂对应的备选第二像点之间的匹配代价；从计算得到的各个匹配代价中确定匹配代价最小值，并确定所述匹配代价最小值对应的最优第二像素位置x′₂；根据所述第一像素位置x₁和最优第二像素位置x′₂，计算物点P在第一图像采集器和第二图像采集器中的实际视差d_P；根据所述实际视差d_P计算物点P在所述第一坐标系O_L‑X_LY_LZ_L下的实际坐标。