一种基于数字图像的空间测距算法及仪器研发

摘要

cqvip:基于数字图像的空间测距技术是非接触测量,其中汇聚式双目视觉系统具有测量视野大、对相机空间布局没有具体要求的特点,是目前基于数字图像的空间测距技术的研究热点之一。根据相机小孔成像原理,利用双目相机采集被测物在空间坐标系的平面图像信息(像素坐标),标定相机内外部参数以及相机外部参数旋转矩阵,平移向量,确定像素坐标系、图像坐标系、相机坐标系和世界坐标系之间的关系,构建测量对象平面图像像素坐标与世界坐标系中的坐标值之间的关系,建立基于数字图像的空间测距数学模型,通过平面图像上的像素坐标计算被测物两点之间的空间距离。按照便携式、低功耗、兼容性的原则,以RK3288为核心处理器,选用IMX-179作为图像传感器,基于Linux系统,研制基于数字图像的空间测距仪器,设计仪器的图像采集、数据传输、数据交换、数据处理模块,具有实时性好、测量效率高、系统结构简单、成本低等优点。实验证明,基于数字图像的空间测距仪器对10 cm的空间距离,在被测物位于相机前50~100 cm处的测量误差小于1%。基于该算法的测量仪器在机器人视觉、非接触工程测量、智能制造等领域具有广泛的使用价值。