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构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉标定
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:上海大学机电工程及自动化学院,上海200072
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(No.41376169,No.51205243);国家重点研发计划重点专项课题(No.2016YFC0302402)
中文摘要:

为了提高立体视觉系统在大视场下的测量精度,基于误差溯源思想提出了一种构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉系统标定方法,克服了大尺寸高精度标定物难以制造等问题。对影响立体视觉系统测量精度的主要因素进行分析,列出视觉测量系统的误差溯源链,解析了大视场视觉系统精度瓶颈的原因。借助激光跟踪仪,运用非线性最小二乘单位四元数算法求解坐标系刚体变换,获取大范围高精度的空间点阵,构建虚拟靶标。在相机畸变模型中考虑了三阶径向畸变和二阶切向畸变参数,并使用Levenberg—Marquardt迭代算法进行标定参数求解,进一步提高系统精度。实验构建了一套测量空间约为4m×3mX2m的双目立体视觉系统,通过对某型号高精度直线导轨进行点距测量,在测量距离3m处,152组不同长度的横向距离测量的误差算术均值为-0.003mm,误差标准差为0.08mm。测量精度相较于传统的平面标定法有较大提升。

英文摘要:

In order to achieve high-precision calibration of camera with large Field of View (FOV), a stereo calibration method based on error tracing thought was proposed, which can overcome the man- ufacture limitation of targets with large size and high-accuracy in practice. The main factors affecting accuracy of stereo-vision system were analyzed and the error track chain of vision system was listed, which can explain the accuracy bottleneck in vision system with large FOV. Then, laser tracker was adopted to calculate the rigid body transformation with unit quaternion method, thus achieving virtual point clouds with high precision. Subsequently, 3-order radial distortion and 2-order tangential distor- tion were involved in the mathematic camera distortion model. In addition' the calibration parameters were solved through Levenberg-Marquardt iterative algorithm, which can improve the accuracy mod- erately. In the experiment, the binocular stereo vision measuring system was designed with FOV of 4 mX3 mX2 m. The results show that the reconstruction mean error for 152 group data of lateral dis-tances is --0. 003 mm and the standard deviation is O. 08 mm in rail. Compared with the conventional plane calibration method, calibration method has been greatly improved. the the detection of a high-precision measuring accuracy of the guide stereo

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699