[发明专利]一种多套跟踪式扫描仪联合标定的方法和装置

说明书

本申请涉及一种多套跟踪式扫描仪联合标定的方法和装置，包括：获取各跟踪式扫描仪在各自拍摄坐标系下的不同位姿标定直杆图像；根据各跟踪式扫描仪在各自拍摄坐标系下的不同位姿标定直杆图像，确定各跟踪式扫描仪之间的初始旋转平移矩阵；对初始旋转平移矩阵进行优化，获取各跟踪式扫描仪之间的目标旋转平移矩阵。通过本申请的技术方案，继承了跟踪式扫描技术无需粘贴标记点即可扫描的独特优势，在多套拍照式扫描仪组合扫描测量被测工件过程中，无需移动扫描仪便可获取多套跟踪式扫描仪扫描视场的叠加扩展，有效提高了跟踪式扫描仪扫描范围和扫描效率，特别适用于大尺寸工件自动化检测领域。

技术领域

本申请涉及视觉测量技术领域，尤其涉及一种多套跟踪式扫描仪联合标定的方法和装置。

背景技术

随着工业技术的快速发展，人们对于视觉测量系统提出了更高的要求。跟踪式扫描仪作为重要的大尺寸空间测量基准，在零部件几何量检测、产品装配、智能制造装备等方面有较为广泛的应用。对于内部结构复杂、体积庞大的被测产品，单套跟踪式扫描仪已经难以独立完成测量任务，而需要架设多套扫描仪配合进行组合测量才能得到被测产品更加完整的信息。通过多套跟踪式扫描仪配合使用不仅可以有效扩大测量范围，还能够提高视觉测量效率。然而，多套扫描仪组合测量的精度不仅取决于单套扫描仪的测量精度，还取决于各套扫描仪之间的坐标统一化精度。

目前，针对多套跟踪式扫描仪联合使用的方式，可以采用全局标定框架的方式进行扫描数据的坐标统一。其中全局框架的主要实现方式是根据测量需求制作全局框架，在全局框架上粘贴标志点，采用摄影测量系统拍摄框架上所有标志点的坐标值，将框架推入到多套跟踪式扫描仪的扫描视场内，然后所有的跟踪式扫描仪同时拍摄全局框架进行多套标定，实现坐标系统一。但是此方式需要根据被测工件制作不同的全局框架，成本较高，通用性不强。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供一种多套跟踪式扫描仪联合标定的方法和装置，能够有效提高跟踪式扫描仪扫描范围和扫描效率，标定操作简便，通用性强。

第一方面，本申请提供了一种多套跟踪式扫描仪联合标定的方法，包括：

获取各跟踪式扫描仪在各自拍摄坐标系下的不同位姿标定直杆图像；

根据所述各跟踪式扫描仪在各自拍摄坐标系下的不同位姿标定直杆图像，确定各所述跟踪式扫描仪之间的初始旋转平移矩阵；

对所述初始旋转平移矩阵进行优化，获取所述各跟踪式扫描仪之间的目标旋转平移矩阵。

在一些实施例中，还包括：获取标定直杆表面标志点在基准坐标系下的三维坐标真值；

所述获取各跟踪式扫描仪在各自拍摄坐标系下的不同位姿标定直杆图像包括：获取标定直杆在不同位姿下表面标志点在各跟踪式扫描仪各自拍摄坐标系下的三维坐标观测值；

所述根据所述各跟踪式扫描仪在各自拍摄坐标系下的不同位姿标定直杆图像，确定各所述跟踪式扫描仪之间的初始旋转平移矩阵，包括：根据所述标定直杆在不同位姿下表面标志点在各跟踪式扫描仪各自拍摄坐标系下的三维坐标观测值及标定直杆表面标志点在基准坐标系下的三维坐标真值，确定各所述跟踪式扫描仪各自拍摄坐标系之间的初始旋转平移矩阵；

对所述初始旋转平移矩阵进行残差优化，获取所述各跟踪式扫描仪各自拍摄坐标系之间的目标旋转平移矩阵。

在一些实施例中，获取标定直杆在不同位姿下表面标志点在各跟踪式扫描仪各自拍摄坐标系下的三维坐标观测值，包括：

获取各跟踪式扫描仪的相机内外参；

获取标定直杆在不同位姿下表面标志点在各跟踪式扫描仪各相机成像平面的二维坐标观测值；

根据标定直杆在不同位姿下表面标志点在各跟踪式扫描仪各相机成像平面的标志点二维坐标观测值及各跟踪式扫描仪的相机内外参，确定标定直杆在不同位姿下表面标志点在各跟踪式扫描仪各自拍摄坐标系下的三维坐标观测值。