[发明专利]一种基于神经网络的单相机-双棱镜三维测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种基于神经网络的单相机-双棱镜三维测量系统，其特征在于，包括：

导轨、滑动设置于导轨上的标定板、移动设置于导轨上相机、设置于相机于标定板之间的双棱镜及计算机；

所述相机沿其光轴方向位于导轨上移动，且导轨上固定有锁死件，所述锁死件用于固定相机；

所述计算机用于给相机供电并控制相机，且计算机包括三维测量模块，所述三维测量模块包括图像处理部与神经网络训练部；

所述导轨设置有滑块及固接于所述滑块上的标定板，且导轨通过直流电源驱动步进电机转动来移动滑块，通过控制步进电机转动的圈数来精确控制标定板沿Z方向上移动的距离。

2.如权利要求1所述的一种基于神经网络的单相机-双棱镜三维测量系统，其特征在于，所述双棱镜为沿顶线对称的等腰棱镜，其楔面角小于60°，材料为折射率为1.4的K9透明玻璃。

3.如权利要求1所述的一种基于神经网络的单相机-双棱镜三维测量系统，其特征在于，双棱镜的顶线一侧靠近相机，且双棱镜设置于由固定件与旋转平移台形成的固定组件上，通过平移和旋转来调整相机和双棱镜之间的相对位姿，进而改变单相机-双棱镜之间的有效测量域。

4.如权利要求1所述的一种基于神经网络的单相机-双棱镜三维测量系统，其特征在于，所述图像处理部用于对标定板上的所有角点映射在图片中的左右像点的像素坐标进行提取和匹配；

所述神经网络训练部用于以角点的左右像素坐标作为输入集，以角点的空间三维坐标作为输出集进行训练。

5.如权利要求1所述的一种基于神经网络的单相机-双棱镜三维测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用计算机启动系统的相机，并进入图像实时显示界面；

S2、将标定板固定在步进电机导轨的滑块上，并使标定板处于相机可捕捉的视域内；

S3、在双棱镜旋转平移平台上调节处于相机前端的棱镜的位置、角度，以及对整个平台进行调平，同时可以依据实际情况沿光轴方向移动导轨上的相机，以及调节相机上的光圈和对焦环；

S4、利用步进电机多次等间距沿着相机光轴方向移动标定板，形成有效的体标定区域，同时利用计算机拍摄存储处于不同位置的标定板图像；

S5、取所有图片上的所有角点的左右像素坐标并进行匹配同名像素点，建立样本总集；

S6、通过步骤S4与步骤S5获得目标物体在三维物体空间坐标系中的坐标值。

6.如权利要求5所述的一种基于神经网络的单相机-双棱镜三维测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S5中构建BP神经网络，以样本总集里部分角点作为神经网络训练集对神经网络进行训练，并以整个样本总集作为测试集评判神经网络合格与否，最后输出该神经网络，建立三维测量模块。