[发明专利]透过平行平板的摄影测量方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种透过平行平板的摄影测量方法、系统、设备及存储介质，该方法包括：视觉传感器、平行平板均架设固定于被测物一侧，平行平板在视觉传感器和被测物之间并靠近视觉传感器；视觉传感器在摄影测量系统标定过程中用于采集标定板图像，在测量过程中用于采集被测物图像；平行平板用于隔离测量系统以及被测物；标定板架设固定于平移台上，使标定板靶面法向量与平移台平移方向平行；平移台用于在标定过程平移标定板，为世界坐标系建立提供一维的尺度；数据处理系统用于完成图像处理以及相应数学运算。本发明采用采用成像光线追踪标定方法对测量系统进行标定，并对该方法的系统误差进行校正，实现了透过平行平板的高精度视觉测量。

技术领域

本发明涉及摄影测量技术领域，尤其涉及一种透过平行平板的摄影测量方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

随着视觉传感器以及镜头制造工艺的升级，摄影测量的精度不断提升，摄影测量优势不断扩大。摄影测量利用视觉传感器以面采集的方式获取被测物图像，根据二维的图像还原被测物的形状以及三维信息，有着非接触、高精度以及测量范围广泛等优点，在地图重制、三维重建等测量领域有着不可替代的地位。

在许多场合中，被测物同测量系统需要采用一定措施进行隔离，例如测量系统工作在恶劣环境如高低温、腐蚀环境，需要采用透明平行平板对视觉传感器进行保护；或是被测物为如文物、有毒物质等特殊物质，需要采用透明平行平板对被测物进行封闭。因此，在上述的场景中，测量系统需透过透明平板进行被测物的测量工作，光线在进入视觉传感器之前会多经历两次折射。

针对上述测量场景，多数摄影测量方案会在视觉传感器采集图像的过程中直接忽略平行平板对图像造成的影响，测量精度差。

发明内容

本发明提供了一种透过平行平板的摄影测量方法、系统、设备及存储介质，以解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种透过平行平板的摄影测量方法，包括以下步骤：

S1、架设固定标定板于平移台上，使平移台平移向量与标定板面垂直，设定成像光线追踪标定过程平移台的开始标定刻度δ₁、结束标定刻度δ_k以及标定步长Δδ；

S2、在未架设平行平板的情况下标定视觉传感器，利用视觉传感器在不同视角各采集一张标定板在平移台开始标定刻度δ₁以及结束标定刻度δ_k下的图像，提取图像中靶点像素坐标并利用视觉传感器的标定结果对开始、结束标定位置的标定板靶点p_b1…p_bn、p_a1…p_an进行三维重建，利用两个标定位置的标定板靶点p_b1…p_bn、p_a1…p_an计算平移台平移向量γ以及靶面法向量η；

S3、架设固定平行平板于被测物和视觉传感器之间并靠近视觉传感器，透过平行平板对视觉传感器进行成像光线追踪标定，利用多项式映射模型实现k+1个标定刻度下视觉传感器成像面像素点(u,v)到靶面对应点(x,y)的单向映射，定义世界坐标系Z轴与平移台平移向量γ平行，因此各个标定刻度下视觉传感器成像面像素点所映射的靶面对应点在Z轴的位移与标定刻度变化相当，同时，定义开始标定刻度δ₁处与平移台平移向量γ垂直的平面为世界坐标系XOY面，定义各个标定刻度处与世界坐标系平行的平面为标准标定平面；

S4、设定世界坐标系原点O建立世界坐标系，计算平移台平移向量γ与靶面法向量η夹角θ，利用θ完成靶面与标准标定平面之间的投影变换以及相似变换，实现标准标定坐标系的尺度确认；