[发明专利]柔性线缆的运动测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种柔性线缆的运动测量方法，包括以下步骤：

步骤1，对柔性线缆进行涂装以将柔性线缆的颜色与背景颜色进行区分，并在柔性线缆上画出标记线；

步骤2，使用双目相机同时对空间中的柔性线缆进行拍照，以获取柔性线缆的两幅平面图像；

步骤3，通过机器视觉方法，对所获取的两幅平面图像进行分割，以将线缆区域从背景区域中提取出来，再提取出线缆区域的中心线和标记线；

步骤4，计算由中心线和标记线形成的夹角的大小，通过对计算得到的夹角大小计算算数平均值来获取经过扭转的柔性线缆沿柔性线缆中心线径向的转角；

步骤5，将所述中心线离散成多个点，利用双目视觉原理测量所述多个点的空间坐标，再通过所述多个点的空间坐标来拟合柔性线缆的中心线；及

步骤6，通过经过扭转后的柔性线缆沿柔性线缆中心线径向的转角和所拟合出的柔性线缆的中心线的位置来确定柔性线缆的空间位姿。

2.根据权利要求1所述的柔性线缆的运动测量方法，其中，所述计算由中心线和标记线形成的夹角的大小具体为：通过由在中心线和标记线的交点处的中心线和标记线的切线形成的角度的大小来确定所述夹角的大小。

3.根据权利要求1所述的柔性线缆的运动测量方法，其中，在步骤5之前还包括对执行所述柔性线缆的运动测量使用的双目测量系统进行标定，以求解双目测量系统的内、外参数的步骤，该内、外参数包括相机内参数和相机外参数，相机内参数包括焦距、相机相邻像元的水平和垂直距离、相机拍摄中心点坐标及图像大小，相机外参数包括两相机的相对位姿。

4.根据权利要求1所述的柔性线缆的运动测量方法，其中，还包括在计算机存储介质中存储所获取的柔性线缆的两幅平面图像的步骤。

5.根据权利要求1所述的柔性线缆的运动测量方法，其中，步骤2具体是以与柔性线缆的运动速度相匹配的频率连续地使用双目相机同时对空间中的柔性线缆进行拍照，以分别获取运动的柔性线缆在多个时间点上的两幅平面图像。

6.一种柔性线缆的运动测量装置，包括：

图像采集模块，其使用双目相机同时对空间中的柔性线缆进行拍照，以获取该柔性线缆的两幅平面图像；

中心线和标记线提取模块，其通过机器视觉方法，对所获取的两幅平面图像进行分割，以将线缆区域从背景区域中提取出来，再提取出线缆区域的中心线和标记线；

转角计算模块，其计算由中心线和标记线形成的夹角的大小，通过对计算得到的夹角大小计算算数平均值来获取经过扭转后的柔性线缆沿柔性线缆中心线径向的转角；

中心线拟合模块，其将所述中心线离散成多个点，利用双目视觉原理测量所述多个点的空间坐标，再通过所述多个点的空间坐标来拟合柔性线缆的中心线；及

空间位姿重建模块，其通过经过扭转的柔性线缆沿柔性线缆中心线径向的转角和所拟合出的柔性线缆的中心线的位置来确定柔性线缆的空间位姿。

7.根据权利要求6所述的柔性线缆的运动测量装置，其中，所述转角计算模块中包括夹角计算模块，夹角计算模块用于通过由在中心线和标记线的交点处的中心线和标记线的切线形成的角度的大小来确定所述夹角的大小。

8.根据权利要求6所述的柔性线缆的运动测量装置，其中，还包括标定模块，用于对执行所述柔性线缆的运动测量使用的双目测量系统进行标定，以求解双目测量系统的内、外参数，该内、外参数包括相机内参数和相机外参数，相机内参数包括焦距、相机相邻像元的水平和垂直距离、相机拍摄中心点坐标及图像大小，相机外参数包括两相机的相对位姿。

9.根据权利要求6所述的柔性线缆的运动测量装置，其中，还包括存储模块，用于存储所获取的柔性线缆的两幅平面图像。

10.根据权利要求6所述的柔性线缆的运动测量装置，其中，图像采集模块还以与柔性线缆的运动速度相匹配的频率连续地使用双目相机同时对空间中的柔性线缆进行拍照，以分别获取运动的柔性线缆在多个时间点上的两幅平面图像。