基于机器视觉自动准直立方镜的方法

摘要

本发明公开了一种基于机器视觉的立方镜准直测量自动引导方法，该方法通过使工业相机与经纬仪一起转动，并保持相对位置关系不变，然后控制相机采集待测立方镜的图像，通过图像处理识别立方镜并提取出立方镜的角点，得到角点在图像坐标系下的坐标值；建立相机坐标系、立方镜坐标系和经纬仪坐标系之间的数学模型，在该数学模型下，进行坐标转换并解算出立方镜的待测镜面法向直线与经纬仪运动平面的交点位置，控制经纬仪运动到交点位置并根据立方镜待测镜面的法向调整好经纬仪的姿态，使得立方镜待测镜面法线方向进入到经纬仪视场范围内，并基于图像识别的经纬仪自动准直步骤实现立方镜的自动准直。

主权项

一种基于机器视觉的立方镜准直测量自动引导方法，包括以下步骤：(1)在经纬仪上安装一台或一台以上的工业相机，使其与经纬仪一起转动，并保持相对位置关系不变，待测立方镜设置在高精度转台上，高精度转台设置在经纬仪的观测范围内；(2)标定出工业相机的内部参数、相机坐标系与经纬仪坐标系之间的转换矩阵、经纬仪的运动导轨与高精度转台的位置关系并确定经纬仪初始位置；(3)控制相机采集待测立方镜的图像，通过图像处理识别立方镜并提取出立方镜的八个角点，得到角点在图像坐标系下的坐标值；(4)建立相机坐标系、立方镜坐标系和经纬仪坐标系之间的数学模型，在该数学模型下，基于待测立方镜同一角点的三条棱边的相互垂直关系和各个棱边的长度，求解出待测镜面法向和立方镜中心在相机坐标系下的坐标值，并根据上述相机坐标系与经纬仪坐标系之间的转换矩阵将其转换成经纬仪坐标系下的坐标值；(5)基于求解出的立方镜的待测镜面法向和立方镜中心在相机坐标系下的坐标值、已标定的经纬仪运动导轨与高精度转台的位置关系以及经纬仪初始位置，解算出立方镜的待测镜面法向直线与经纬仪运动平面的交点位置，控制经纬仪运动到交点位置并根据立方镜待测镜面的法向调整好经纬仪的姿态，使得立方镜待测镜面法线方向进入到经纬仪视场范围内，并基于图像识别的经纬仪自动准直步骤实现立方镜的自动准直。