多目铁塔视觉测量方法

摘要

本发明涉及一种多目铁塔视觉测量方法，利用一台长焦照相机对铁塔进行多方位拍照，通过计算实现对铁塔空间尺寸的测量，步骤为：⑴确定照相机的K值。⑵测量铁塔的根开l，确定物点W的高度h。⑶选定2～5个照相点进行拍照。⑷读取照相机中图像参数及像素坐标，将已知测量数据、图像参数和像素坐标输入到Excel电算表中。⑸图像训练。⑹通过电算表中的函数计算公式和宏求解物点空间坐标。⑺求取多物点的坐标，利用空间解析几何公式求出任意两点间的距离。本发明以中心桩为坐标原点形成空间坐标系进行空间定位，利用多张照片的图像数据计算空间任意点的坐标，通过计算空间两点间的距离实现空间尺寸的测量，和单目视觉测量相比提高了测量的准确度，实现了对输电铁塔尺寸的快速检测。

主权项

1.一种多目铁塔视觉测量方法，利用一台长焦照相机对铁塔进行多方位拍照，通过计算实现对铁塔空间尺寸的测量，步骤如下：⑴确定照相机的K值，利用已知的距离L、物体的尺寸B、物体对应的像素差△F，图像读取的焦距值f，通过式(1)计算出K值：（1）⑵测量铁塔的根开l，查图纸或用测量设备测量出铁塔一个物点W的高度h；⑶选定2~5个照相点进行拍照，拍照时将整个铁塔全部收纳进图像中；⑷读取图像参数及像素坐标，确定铁塔与竖直方向的夹角β，将已知测量数据、图像参数和像素坐标输入到Excel电算表中；⑸图像训练，训练的方法为利用规划求解，调整的图像对应实际尺寸的比例关系，改变相机距铁塔的距离L，对各像点进行重新计算，求出物点的计算坐标，使计算出的坐标值与实际坐标相等，求解出图像对应的实际比例关系并固定下来；⑹通过电算表中的函数计算公式和宏求解物点；所述函数计算公式包括：ⅰ、计算或测量出照相位置距铁塔的距离L，计算时通过式⑴求解L； ⅱ、图像中M点像素坐标转变为A点为坐标原点的空间坐标()，计算公式为：(2)(3)；其中：ΔF为像素坐标中M点和A点水平坐标差，△Z 为像素坐标中M点和A点的竖直像素坐标差；ⅲ、铁塔水平角度α的计算，计算是为：⑷α=γ+β其中：γ为铁塔水平角的计算值，β为校正角，即铁塔与竖直方向的夹角β，α为校正后铁ⅳ、根据坐标变换的原理，计算图像参考点M和照相机照相点O相对于铁塔中心桩点为坐标原点的坐标系的空间坐标：图像M点的坐标为：（)，简记为()；照相点O坐标为：（），简记为()，=；ⅴ、物点W到图像M坐标点和照相机照相点O坐标点之间直线距离d的计算，计算式为：⑸    式⑶中X=x₀－x₁，Y=y₀－y₁，Z=z₀－z₁；z_w，y_w，z_w为物点W的空间坐标；ⅵ、利用2~5幅图像求解物点坐标，计算为：令：⑹将式⑶带入⑷进行计算，求出物点W的坐标（x_w,y_w,z_w）；⑺求取多个物点的坐标，利用空间解析几何公式求出任意两点间的距离。