CN201707034U - 一种基于多像机多视场的轨距检测***定标装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于多像机多视场的轨距检测***定标装置，包括背对式双目视觉***、扇形激光结构光源、长型黑白棋盘标定靶、组合安装支架、支架、工型支架、撑杆，所述的背对式双目视觉***包括两组交汇式双目***，所述的交汇式双目***包括两台摄像机，所述的两组交汇式双目***之间通过组合安装支架相连接，所述的扇形激光结构光源与两台摄像机通过支架依次连接，并形成环状，所述的扇形激光结构光源通过撑杆固定在工型支架上，所述的工型支架固定在长型黑白棋盘标定靶上。与现有技术相比，本实用新型具有伺服机构不容易损坏、非接触、测速快、方便灵活等优点。

Description

一种基于多像机多视场的轨距检测***定标装置

技术领域

本实用新型涉及一种定标装置，尤其是涉及一种基于多像机多视场的轨距检测***定标装置。

背景技术

传统的轨距检测采用光电传感和伺服机构进行测量，其主要缺点是由于现场振动的原因伺服机构容易损坏。传统方法是建立在多个摄像机都可采集到公共视场范围内的定标靶图像的基础上进行定标的，对于“背对式”视觉***，由于不存在公共视场，无法做到采集公共视场内的定标靶信息，采用传统的定标方法无法直接完成对摄像机内外参数矩阵的定标。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种伺服机构不容易损坏、非接触、测速快、方便灵活的基于多像机多视场的轨距检测***定标装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于多像机多视场的轨距检测***定标装置，其特征在于，包括背对式双目视觉***、扇形激光结构光源、长型黑白棋盘标定靶、组合安装支架、支架、工型支架、撑杆，所述的背对式双目视觉***包括两组交汇式双目***，所述的交汇式双目***包括两台摄像机，所述的两组交汇式双目***之间通过组合安装支架相连接，所述的扇形激光结构光源与两台摄像机通过支架依次连接，并形成环状，所述的扇形激光结构光源通过撑杆固定在工型支架上，所述的工型支架固定在长型黑白棋盘标定靶上。

所述的摄像机为CCD摄像机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

视觉测量具有非接触、测速快、方便灵活等优点，在工业检测等领域有着重要的意义和广阔的应用前景。利用机器视觉实现轨距的高效非接触检测已成为发展方向，本装置利用4台CCD摄像机，构成“背对式”两组双目交汇式轨距检测***。在对视觉***进行定标过程中，采用传统的摄像机定标方法对多台摄像机进行定标，需要对每台摄像机逐个利用定标靶进行定标，得到摄像机内外参数矩阵。

附图说明

图1为本实用新型的基于机器视觉的轨距检测***示意图；

图2为本实用新型的“背对式”多目视觉***示意图；

图3为本实用新型的定标靶示意图；

图4为双目交汇式视觉***示意图；

图5为本实用新型的定标流程图；

图6为本实用新型建立两世界坐标系关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

如图1～3所示，一种基于多像机多视场的轨距检测***定标装置，包括“背对式”双目视觉***、扇形激光结构光源5、长型黑白棋盘标定靶7、组合安装支架6、支架2、工型支架4、撑杆3，所述的“背对式”双目视觉***包括两组交汇式双目***，所述的交汇式双目***包括两台摄像机1，所述的两组交汇式双目***之间通过组合安装支架6相连接，所述的扇形激光结构光源5与两台摄像机1通过支架2依次连接，并形成环状，所述的扇形激光结构光源5通过撑杆3固定在工型支架4上，所述的工型支架4固定在长型黑白棋盘标定靶7上。所述的摄像机1为CCD摄像机。

在搭建“背对式”双目视觉***前，首先搭建单侧的双目交汇式视觉***，如图4示，其中阴影部分表示两台摄像机1的公共视场区域8。

定标流程如图5所示。

步骤A1，左侧的交汇式双目定标，摄像机1拍摄采集单侧双目***在公共区域内的定标靶图像，采用传统的定标算法得到摄像机1的内外参数矩阵，得出对应的外部参数分别用[R₁ t₁]与[R₂ t₂]表示，则[R₁ t₁]表示CCD1摄像机与世界坐标之间的相对位置，[R₂ t₂]表示CCD2摄像机与世界坐标之间的相对位置，则两台CCD摄像机的相对位置关系可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{12}=R_1{R}_2^{-1}\\ T_{12}=t_1-R_{12}{t}_2\end{array}\right.---\left(1\right)$

同样我们定标得到CCD3与CCD4的外部参数矩阵[R₃ t₃]与[R₄ t₄]，以及计算得到CCD3与CCD4的相对位置关系：

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{34}=R_3{R}_4^{-1}\\ T_{34}=t_3-R_{34}{t}_4\end{array}\right.---\left(2\right)$

由于采集左右钢轨轨距测量匹配点的交汇式双目***构成“背对式”视觉***，因此双目***采集到的定标靶图像只是定标靶两端的部分图像，但选择世界坐标系建立在定标靶上，定标靶上的所有角点的空间坐标相对位置是只存在平移的关系，如图6所示的建立定标靶上的两个世界坐标系，其关系表示为：X_wl＝X_wr+t_lr，则CCD1与CCD3的相对位置关系：

$\left\{\begin{array}{c}{R}_{13}=R_1{R}_3^{-1}\\ T_{13}=t_1-R_1{R_3}^{-1}{t}_3+t_{1r}\end{array}\right.---\left(3\right)$

利用三维空间重建理论在两个世界坐标系下重建左右轨距测量匹配点，得到轨距测量匹配点在各自世界坐标的坐标(“背对式”双目视觉***)，并通过式(3)，将“背对式”双目视觉***各自世界坐标的坐标统一到同一世界坐标系下，从而进一步计算得到轨距值。

Claims (2)

1.一种基于多像机多视场的轨距检测***定标装置，其特征在于，包括背对式双目视觉***、扇形激光结构光源、长型黑白棋盘标定靶、组合安装支架、支架、工型支架、撑杆，所述的背对式双目视觉***包括两组交汇式双目***，所述的交汇式双目***包括两台摄像机，所述的两组交汇式双目***之间通过组合安装支架相连接，所述的扇形激光结构光源与两台摄像机通过支架依次连接，并形成环状，所述的扇形激光结构光源通过撑杆固定在工型支架上，所述的工型支架固定在长型黑白棋盘标定靶上。

2.根据权利要求1所述的基于多像机多视场的轨距检测***定标装置，其特征在于，所述的摄像机为CCD摄像机。

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