專利名稱：一種單目立體視覺傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感技術(shù)和三維視覺匹配技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體信息的基于單目立體視覺的傳感器。
背景技術(shù)：
在此之前，已公開了許多有關(guān)立體視覺傳感器的專利。在這些專利文獻(xiàn)中，相當(dāng)一部分是以產(chǎn)生立體視覺效果為目的。例如，87215166“空間立體視覺裝置”和03102373“利用平面鏡構(gòu)成立體圖像的觀看裝置”，都不適用于視覺的在線檢測(cè)。還有一部分是用于三維信息檢測(cè)的，例如授予中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的專利99223712公開的“可車載的全方位視覺傳感器”，采用半球面反射鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)全方位景象觀察；授予日本發(fā)那科株式會(huì)社的中國(guó)專利200510087365公開的“機(jī)器人系統(tǒng)中再校準(zhǔn)三維視覺傳感器的方法和設(shè)備”，通過機(jī)器人以一個(gè)或更多的相對(duì)位置關(guān)系安置視覺傳感器和測(cè)量目標(biāo)獲取機(jī)器人和測(cè)量目標(biāo)的位置信息；授予中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的專利200520088911公開的“全向立體視覺成像裝置”；授予天津大學(xué)的專利200410072699公開的“雙目立體結(jié)構(gòu)多功能視覺傳感器等眾多立體視覺傳感器”以及發(fā)表在2006年4月傳感技術(shù)學(xué)報(bào)的“單目立體視覺傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及精度分析”。
以上所公開的專利文獻(xiàn)，均具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即都是利用雙目立體視覺進(jìn)行匹配，其計(jì)算搜索工作量大，很難用于視覺控制；還有的是利用三個(gè)或更多視覺傳感器，因而，不僅增加了檢測(cè)系統(tǒng)的成本，更增加了系統(tǒng)控制的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于四錐棱鏡和反射鏡組合的單目立體視覺傳感器，同時(shí)結(jié)合一種基于幾何不變量的三目立體視覺匹配算法，特別適用于工作空間相對(duì)較小的并聯(lián)機(jī)器人末端操作器的位姿檢測(cè)和在線控制。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)是采用四錐棱鏡和反射鏡組合組成光學(xué)成像系統(tǒng)，利用一臺(tái)攝像機(jī)和四組反射鏡的組合構(gòu)成四錐棱鏡單目立體視覺傳感器系統(tǒng)，它可以同時(shí)在攝像機(jī)的上下左右像平面上獲得同一被測(cè)物在不同方向上的二維圖像以實(shí)現(xiàn)三目匹配，從而有效地降低搜索空間，實(shí)現(xiàn)視覺在線控制。
基于四錐棱鏡傳感器的上述特點(diǎn)，將其應(yīng)用于六自由度冗余輸入并聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的視覺伺服控制，能夠滿足其高速度和高精度的測(cè)量要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種單目立體視覺傳感器，其實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)在于，它包括分別由一個(gè)四錐棱鏡和一組反射鏡組合而成的光學(xué)成像系統(tǒng)、分別由一臺(tái)攝像機(jī)和四組反射鏡組合構(gòu)成的四錐棱鏡單目立體視覺傳感器系統(tǒng)；它可同時(shí)在攝像機(jī)的上下左右像平面上獲得同一被測(cè)物在不同方向上的二維圖像以實(shí)現(xiàn)三目匹配，從而降低搜索空間，實(shí)現(xiàn)視覺的在線控制。
上述的單目立體視覺傳感器，其中，所述四錐棱鏡的任意三個(gè)反射鏡均可以構(gòu)成三目立體視覺系統(tǒng)，且其成像面呈三角形配置，其中一個(gè)為參考反射鏡，獲取的圖像稱為參考圖像。
上述的單目立體視覺傳感器，其中，所述四錐棱鏡組合單目立體視覺傳感器在進(jìn)行圖像融合時(shí)產(chǎn)生多種類似于雙目和三目立體視覺組合，其中，第一種組合是關(guān)于中心點(diǎn)對(duì)稱的相對(duì)兩組反射鏡，左右兩片鏡面的交線與攝像頭光軸正交；第二種組合分別是兩兩相鄰的四組反射鏡，第三種組合分別是三三相鄰的四組反射鏡；前兩種組合形成雙目立體視覺，后一種組合構(gòu)成三目立體視覺。
由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果①避免了雙目或多目視覺傳感器中攝像機(jī)之間非嚴(yán)格同步造成的測(cè)量誤差，因此可以采用高速度攝影機(jī)跟蹤快速運(yùn)動(dòng)物體的瞬間變化；②采用反射鏡實(shí)現(xiàn)光路折疊，可以使攝像機(jī)與反射鏡之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于多目視覺中多臺(tái)攝像機(jī)之間的距離，提高系統(tǒng)集成度；③反射鏡的位置安裝精度比多臺(tái)攝像機(jī)的安裝精度高，容易實(shí)現(xiàn)；④采用四組反射棱鏡組合增大了有效視場(chǎng)，可以實(shí)現(xiàn)大型裝備復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的視覺檢測(cè)；
⑤采用“單目”，降低了對(duì)圖像采集卡和計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)的要求，具備很高的性價(jià)比；⑥可以實(shí)現(xiàn)三目匹配，從而有效降低搜索空間；⑦提出了基于幾何不變量的三目匹配算法，可以提高匹配速度，實(shí)現(xiàn)視覺在線控制。


通過以下實(shí)例并結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖中，圖1是本發(fā)明三目視覺匹配圖；圖2是本發(fā)明的三目立體視覺匹配算法框圖；圖3是本發(fā)明的單目立體視覺傳感器原理結(jié)構(gòu)示意圖，其中，a.四錐棱鏡組合單目立體視覺傳感器原理圖，b.相對(duì)一組反射鏡單目立體視覺傳感器結(jié)構(gòu)圖；(1)傳感器系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)參數(shù)定義f透鏡焦距；β攝像機(jī)透視中心對(duì)CCD像面的張角；γ兩組反射鏡之間的夾角；α不相鄰反射鏡M1、M3，M2、M4之間的夾角；h1攝像機(jī)與反射鏡組M1、M2、M3和M4間的垂直距離；h2四組反射鏡Mi和Pi之間的交點(diǎn)與四錐棱鏡頂點(diǎn)間的距離；h空間坐標(biāo)平面xoy距離反射鏡與四錐棱鏡頂點(diǎn)的距離。
(2)考慮光路分解后對(duì)應(yīng)的“雙目”立體視覺系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)參數(shù)定義θ光軸虛像與z軸之間的夾角；h0有效視場(chǎng)相對(duì)于四錐棱鏡頂點(diǎn)的最近距離；Δh有效視場(chǎng)的深度。
圖4是本發(fā)明的單目立體視覺傳感器有效視場(chǎng)的幾何關(guān)系示意圖；圖5、6是本發(fā)明的單目立體視覺傳感器測(cè)量精度仿真結(jié)果圖；圖7是本發(fā)明的單目立體視覺傳感器應(yīng)用于六個(gè)自由度冗余輸入并聯(lián)機(jī)器人視覺控制示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1～3，本發(fā)明涉及的單目立體視覺傳感器的工作原理由于四錐棱鏡組合單目立體視覺傳感器在進(jìn)行圖像融合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多種類似于雙目和三目立體視覺組合第一種組合是關(guān)于中心點(diǎn)對(duì)稱的相對(duì)兩組反射鏡，左右兩片鏡面的交線與攝像頭光軸正交；第二種組合分別是兩兩相鄰的四組反射鏡，第三種組合分別是三三相鄰的四組反射鏡。前兩種組合形成雙目立體視覺，后一種組合構(gòu)成三目立體視覺。因此，它不僅能夠獲取常規(guī)的雙目立體視覺信息，而且，可以獲取三目立體視覺信息。
根據(jù)雙目立體視覺原理，首先建立了第一種和第二種雙目立體匹配的數(shù)學(xué)模型，然后建立第三種三組相鄰的反射鏡構(gòu)成的三目視覺系統(tǒng)的匹配數(shù)學(xué)模型，并通過兩個(gè)數(shù)學(xué)模型分析測(cè)量精度、有效視場(chǎng)與傳感器參數(shù)的關(guān)系，為傳感器參數(shù)的選取提供依據(jù)。
四棱鏡組合單目立體視覺傳感器雙目匹配數(shù)學(xué)模型傳感器的透視成像數(shù)學(xué)模型是由它的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的，模型的系數(shù)因子一般由一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)組合表示。在圖3中，假設(shè)Oi′在(x，y，z)坐標(biāo)系中的位置分別用O1′(s，0，0)、O2′(0，s，0)、O3′(-s，0，0)和O4′(0，-s，0)表示。定義中間變量d0＝|OiOi′|。
1)根據(jù)映射構(gòu)成的三角幾何關(guān)系和圖1中顯示的幾何關(guān)系，可以得到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)與定義變量的關(guān)系d0＝(h+h1)/cosθ，s＝(h-h0)tanθ2)根據(jù)透視成像結(jié)構(gòu)，得坐標(biāo)系(Xi，Yi)與坐標(biāo)系(xi，yi，zi)之間的關(guān)系Xi＝-Wixi′，Yi＝-Wiyi′，(1)其中，Wi＝f/(d0-zj′)3)根據(jù)圖3給出的幾何關(guān)系，可以計(jì)算出坐標(biāo)(xj′，yj′，zj′)與空間坐標(biāo)系(x，y，z)之間的關(guān)系x1'y1'z1'=cosθ0sinθ010-sinθ0cosθx-syz---(2)]]>x2'y2'z2'=1000cosθ-sinθ0sinθcosθxy+sz---(3)]]>
x3'y3'z3'=cosθ0-sinθ010sinθ0cosθx+syz---(4)]]>x4'y4'z4'=1000cosθ-sinθ0sinθcosθxy-sz---(5)]]>將(1)-(5)式綜合，可以得到像平面坐標(biāo)與被測(cè)對(duì)象的空間位置之間的關(guān)系1.相鄰組單目反射鏡可以利用式(1)、(2)和(3)求解得到像平面坐標(biāo)與空間坐標(biāo)系之間的關(guān)系x=X2((sY1-fd0)sinθ-d0Y1sin2θ+fs)fcosθ(X2cosθ-X1)+(f2+X2Y1+X1X2cosθ)sinθ---(6)]]>y=Y1((sX2+fd0)sinθ-d0X2sin2θ-fs)fcosθ(X2cosθ-X1)+(f2+X2Y1+X1X2cosθ)sinθ---(7)]]>z=(X1sinθ+fcosθ)(d0X2+fs)+X2sinθcosθ(d0Y1-fs)-sX1X2sin2θ-fd0X1fcosθ(X2cosθ-X1)+(f2+X2Y1+X1X2cosθ)sinθ---(8)]]>容易證明，由于相鄰組反射鏡的對(duì)稱性，利用式(1)、(2)和(5)；式(1)、(3)和(4)以及式(1)、(4)和(5)可以得到類似的匹配結(jié)果表達(dá)式，在這里不一一列出；但是由于每一組反射鏡的有效視場(chǎng)不完全相同，因此其匹配結(jié)果揭示了被測(cè)對(duì)象不同的部位，從而四錐棱鏡單目立體視覺傳感器有效地?cái)U(kuò)大了有效視場(chǎng)。
2.相對(duì)組單目反射鏡可以利用式(1)、(2)和(4)求解得到像平面坐標(biāo)與空間坐標(biāo)系的關(guān)系x=(X1+X3)(fd0sinθ-fs)fcos2θ(X1-X3)-(f2+X1X3)sin2θ---(9)]]>y=2Y1Y3sinθf(Y1-Y3)x]]>或y=Y1(-2sX3sinθ-fd0sin2θ+2d0X3sin2θ+sfcosθ)fcos2θ(X1-X3)-(f2+X1X3)sin2θ---(10)]]>z=f(ssin2θ-d0cosθ)(X1-X3)+2X1X3(d0-ssinθ)sinθ+2f2cos2θfcos2θ(X3-X1)+(f2+X1X3)sin2θ---(11)]]>同樣，利用式(1)、(3)和(5)可以得到類似的結(jié)果。傳感器的結(jié)構(gòu)關(guān)系理論上決定了被測(cè)對(duì)象在像面上的成像質(zhì)量，因此，通過分析成像機(jī)理和傳感器數(shù)學(xué)模型，可以使得傳感器的相關(guān)參數(shù)得到優(yōu)化。
四棱鏡組合單目立體視覺傳感器三目匹配數(shù)學(xué)模型如圖1所示，在雙目視覺匹配過程中，由于所選特征點(diǎn)的模糊性會(huì)產(chǎn)生匹配錯(cuò)誤，利用四錐棱鏡的特有結(jié)構(gòu)，很容易在所獲得的四幅圖像中選擇進(jìn)行三目視覺匹配，從而增加了匹配信息與匹配的約束條件，去掉一些錯(cuò)誤匹配，提高匹配精度和匹配速度。
四錐棱鏡的任意三個(gè)反射鏡都可以構(gòu)成三目立體視覺系統(tǒng)，這三個(gè)反射鏡成像面呈三角形配置，其中一個(gè)為參考反射鏡，獲取的圖像稱為參考圖像，用REF表示，其它兩個(gè)反射鏡獲取的圖像分別用IMG1和IMG2表示，如圖4所示。
圖4中分別給出了4個(gè)反射鏡成像的光學(xué)中心Oi在(x，y，z)坐標(biāo)系的坐標(biāo)O1＝[h1sin2γ+2lcos2(α-γ)，0，h+h1]T，O2＝
TO3＝[-h1sin2γ-2lcos2(α-γ)，0，h+h1]T，O4＝
T設(shè)kij為像面i上相對(duì)于像面j的外極斜率；xoij、yoij和zoij為攝像機(jī)i的光學(xué)中心在像面j上的坐標(biāo)；fi為攝像機(jī)i的有效焦距；Rij為攝像機(jī)i到攝像機(jī)j的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)矩陣；Tij為平移矩陣，i，j＝1，2，3，4。
建立3個(gè)攝像機(jī)的坐標(biāo)系分別為Oi(xi，yi，zi)，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系為xjyjzj=Rijxiyizi+Tij---(12)]]>其中，Rij＝{rijk}為3×3矩陣k＝1，...，9，Tij＝[tij1，tij2，tij3]T，并且這些參數(shù)可以通過傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)獲得。上述參數(shù)均由攝像機(jī)的標(biāo)定過程得出。如圖3a、b所示，假設(shè)點(diǎn)P1的坐標(biāo)為P1(x1，y1，z1)，由外極線原理可以得到外極線L12在像面F2上的方程為x1＝t，y1＝k12t，z1＝f1，將它轉(zhuǎn)換到坐標(biāo)系O2(x2，y2，z2)中，可得x12y12z12=R121k120=x121+k12r122x124+k12r125x127+k12r128---(13)]]>光學(xué)中心O1在坐標(biāo)系O2(x2，y2，z2)中的向量表達(dá)為xo12yo12zo12=T12=t12xt12yt12z---(14)]]>用上述兩個(gè)向量可以得到由光學(xué)中心O1和外極線L12構(gòu)成的平面方程為Ax2+By2+Cz2＝0(15)其中，A＝y(tǒng)12zc12-z12yc12，B＝-x12zc12+z12xc12，C＝x12yc12-y12xc12。利用上述關(guān)系，可以在像面F2上，z2＝f2，得到外極線L12的斜率為k21=-t12z(r124+k12r125)-t12y(r127+k12r128)t12x(r127+k12r128)-t12z(r121+k12r122)---(16)]]>同理得
k31=t13z(r134+k13r135)-t13y(r137+k13r138)t13x(r137+k13r138)-t13z(r131+k13r132)---(17)]]>k32=-t23z(r234+k23r235)-t23y(r237+k23r238)t13x(r137+k13r138)-t23z(r231+k23r232)---(18)]]>因此分別得到了3幅圖像中的直線斜率轉(zhuǎn)換關(guān)系。由外極線L12過點(diǎn)P1和外極點(diǎn)E12，E12在像面F1上，故其坐標(biāo)為(t21xt21zf1,t21yt21yf1,f1)---(19)]]>又已知P1點(diǎn)坐標(biāo)為P1(x1，y1，z1)，利用兩點(diǎn)式可求得外極線L12的斜率為k12=t21zy1-t21xf1t21zx1-t21xf1---(20)]]>根據(jù)上式推導(dǎo)斜率轉(zhuǎn)換關(guān)系，可得另外兩幅圖像中外極線的斜率，同樣由點(diǎn)斜式可知其直線方程。求出上述的直線方程，根據(jù)上述匹配步驟，即完成立體匹配。
在上述匹配過程中，對(duì)于斜率k21，k31，k32的表達(dá)式中，可以根據(jù)李代數(shù)理論提取Klein和Killing意義上的不變量，從而避免重復(fù)計(jì)算，提高匹配速度。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案這種基于單目立體視覺傳感器，在雙目視覺匹配過程中，由于所選特征點(diǎn)的模糊性會(huì)產(chǎn)生匹配錯(cuò)誤，利用四錐棱鏡的特有結(jié)構(gòu)，其任意三個(gè)反射鏡都可以構(gòu)成三目立體視覺系統(tǒng)，這3個(gè)反射鏡成像面呈三角形配置，其中一個(gè)為參考反射鏡，獲取的圖像稱為參考圖像，很容易在所獲得的四幅圖像中選擇進(jìn)行三目視覺匹配，從而增加了匹配信息與匹配的約束條件，去掉一些錯(cuò)誤匹配，提高匹配精度和匹配速度，因此首先進(jìn)行三目立體視覺匹配，利用三三相鄰的四組三目視覺匹配，其匹配區(qū)域能夠完全覆蓋有效視場(chǎng)的中心區(qū)域。有效視場(chǎng)的邊緣區(qū)域可以利用第一種組合的雙目立體匹配完成。當(dāng)被測(cè)對(duì)象都成像在有效視場(chǎng)的中心區(qū)域時(shí)，可以免去雙目立體匹配的過程。通過對(duì)單目立體視覺傳感器參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使被測(cè)對(duì)象完全位于中心有效視場(chǎng)是可能的。
由于采用了四錐棱鏡結(jié)構(gòu)，成像面的中心區(qū)域被分割成為四個(gè)部分，因此使得獲得的圖片存在一定的畸變，因此我們提出了基于幾何不變量的圖像校正算法。其主要思想為由于被檢測(cè)對(duì)象是經(jīng)過平面反射鏡、四錐棱鏡兩次反射最后成像在攝像機(jī)成像面上，其幾何結(jié)構(gòu)不會(huì)由于成像角度的改變而發(fā)生變化，因此可以利用所獲得的圖像進(jìn)行上述成像系統(tǒng)的反變換，即可得到校正后的圖像，該圖像等價(jià)于在四個(gè)平面反射鏡所在位置所獲得的圖像，因此有效地校正了由于四錐棱鏡結(jié)構(gòu)引起的圖像畸變，保證了測(cè)量和三目匹配精度。
利用李代數(shù)理論對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，可以提取出成像變換過程中的幾何不變量，從而避免了在圖像變換和反變換過程中反復(fù)的矩陣計(jì)算，達(dá)到在線視覺控制的目的。
參照附圖2～7，由于本發(fā)明設(shè)計(jì)的傳感器尤其適用于近距離、高速度和高精度測(cè)量的場(chǎng)合，將其實(shí)際應(yīng)用于六自由度八冗余輸入并聯(lián)機(jī)器人中，能夠滿足系統(tǒng)的測(cè)量要求。根據(jù)該并聯(lián)機(jī)器人的工作空間和測(cè)量精度的要求對(duì)單目四錐棱鏡立體視覺傳感器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)機(jī)器人工作空間和傳感器中心有效視場(chǎng)的高度匹配，從而實(shí)現(xiàn)三目配準(zhǔn)，減少了搜索空間，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺伺服控制。該傳感器在固定反射鏡Mi的位置和反射鏡之間夾角γ的情形下，只需要水平移動(dòng)反射鏡P1，P2的距離h2和垂直移動(dòng)攝像機(jī)的距離h1，就可以達(dá)到調(diào)節(jié)有效視場(chǎng)的遠(yuǎn)近和縱橫向?qū)挾鹊哪康?，?jīng)理論研究表明傳感器的測(cè)量精度與它本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)和被測(cè)對(duì)象的相對(duì)位置有關(guān)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)傳感器和調(diào)整被測(cè)對(duì)象的位置可以顯著提高測(cè)量精度。
該單目立體視覺傳感器能夠取代雙目立體視覺傳感器在許多場(chǎng)合下進(jìn)行高速度、高精度近距離測(cè)量。
雖然以其優(yōu)選的形式公開了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不偏離由權(quán)利要求書提出的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的條件下，還可以進(jìn)行許多改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種單目立體視覺傳感器，其特征在于，包括分別由一個(gè)四錐棱鏡和一組反射鏡組合而成的光學(xué)成像系統(tǒng)、分別由一臺(tái)攝像機(jī)和四組反射鏡組合構(gòu)成的四錐棱鏡單目立體視覺傳感器系統(tǒng)；它可同時(shí)在攝像機(jī)的上下左右像平面上獲得同一被測(cè)物在不同方向上的二維圖像以實(shí)現(xiàn)三目匹配，從而降低搜索空間，實(shí)現(xiàn)視覺的在線控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單目立體視覺傳感器，其特征在于，所述四錐棱鏡的任意三個(gè)反射鏡均可以構(gòu)成三目立體視覺系統(tǒng)，且其成像面呈三角形配置，其中一個(gè)為參考反射鏡，獲取的圖像稱為參考圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單目立體視覺傳感器，其特征在于，所述四錐棱鏡組合單目立體視覺傳感器在進(jìn)行圖像融合時(shí)產(chǎn)生多種類似于雙目和三目立體視覺組合，其中，第一種組合是關(guān)于中心點(diǎn)對(duì)稱的相對(duì)兩組反射鏡，左右兩片鏡面的交線與攝像頭光軸正交；第二種組合分別是兩兩相鄰的四組反射鏡，第三種組合分別是三三相鄰的四組反射鏡；前兩種組合形成雙目立體視覺，后一種組合構(gòu)成三目立體視覺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單目立體視覺傳感器，其特點(diǎn)是，包括分別由一個(gè)四錐棱鏡和一組反射鏡組合而成的光學(xué)成像系統(tǒng)、分別由一臺(tái)攝像機(jī)和四組反射鏡組合構(gòu)成的四錐棱鏡單目立體視覺傳感器系統(tǒng)；它可同時(shí)在攝像機(jī)的上下左右像平面上獲得同一被測(cè)物在不同方向上的二維圖像以實(shí)現(xiàn)三目匹配，從而降低搜索空間，實(shí)現(xiàn)視覺的在線控制。本發(fā)明結(jié)合基于幾何不變量的三目立體視覺匹配算法，特別適用于工作空間相對(duì)較小的并聯(lián)機(jī)器人末端操作器的位姿檢測(cè)和在線控制。
文檔編號(hào)G01C11/00GK1987345SQ200610147559
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者郝礦榮, 丁永生 申請(qǐng)人:東華大學(xué)