CN105444696A - 一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法，包括如下步骤，第一，选取空间中的一点P在左右图像中的坐标分别(u_l,v_l)，(u_r,v_r)；通过已经标定的参数可以获得其在标定面a上对应的传感器坐标点A，B，第二，垂直于靶标方向平移一定距离后，确定P点在左右图像在另一个标定面b上对应的点Aˊ,Bˊ,该方法可以实现双目测量中左右相机对应标记点快速、方便、高精度的匹配，克服现有技术中双目的匹配方法中标定较为复杂，存在误匹配的情况，实现传感器获取的物体表面点云数据高精度和有效地拼接。

Description

一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法及其应用

技术领域

本发明涉及视觉检测技术，特别涉及一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法及其应用。

背景技术

视觉测量方法中包括结构光测量系统、双目测量系统等具有非接触、速度快、自动化程度高、精度高等特点，因而被广泛应用于各种工业产品的在线检测、三维外形扫描等方面。

在对较大体积的物体进行三维外形扫描测量中通常采用的是结构光传感器与双目测量传感器相结合的方法，结构光用于获取被测物体表面的信息，双目则是通过左右图像的对应标记点的匹配来完成三维数据的拼接或者传感器坐标的定位。

单纯依靠图像处理的匹配方法存在着处理算法复杂、误匹率高的问题。当前通用的双目标记点匹配的算法很多其基本思想是基于连续性假设、相似性度量，外极约束等原则。应用最多的是外极约束，采用外极约束的匹配方法需要知道两个相机的内外参数标定过程略有繁琐计算过程复杂，同时还存在共外极线的标记点无法匹配的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法及其应用，该方法可以实现双目测量中左右相机对应标记点快速、方便、高精度的匹配，克服现有技术中双目的匹配方法中标定较为复杂，存在误匹配的情况，实现传感器获取的物体表面点云数据高精度和有效地拼接。

为了解决现有技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法，包括如下步骤

第一，选取空间中的一点P在左右图像中的坐标分别(u_l,v_l)，(u_r,v_r)；通过已经标定的参数可以获得其在标定面a上对应的传感器坐标点A，B，

第二，垂直于靶标方向平移一定距离后，确定P点在左右图像在另一个标定面b上对应的点A',B',

第三，通过左图中的参考标记点的像素坐标确定空间透视投影直线AA'，并在右图中遍历图像中的标记点的像素(u_ri,v_ri)坐标及其透视投影线B_iB_i'，寻找与AA'所确定的公垂线最短的透视投影线BB'，完成左右图像中标记点的匹配。

为了解决现有技术问题，本发明还提供一种应用技术方案：

一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法在双传感器的应用，包括如下步骤：

第一，在同一位置左右传感器分别拍摄一幅图像，分别对图像进行二值化、边缘提取、椭圆拟合、中心提取等处理后，提取的标记圆的中心作为两图像进行匹配的目标点；

第二，将左图像中的标记点作为参考点，获取参考标记点的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间点A_i和A′_i的坐标；

第三，将右图像中的标记点作为参考点，获取参考标记点的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间B_i点和B′_i的坐标；

第四，对于左图中的标记点和右图中的每一个标记点都可以确定对应的一条空间直线L₁和L₂，L₁和L₂即左右图像中单个标记点所对应的透视投影直线；

第五，将左图中的每个标记点及其所对应的透视投影线分别作为参考点和参考透视投影线，遍历右图标记点所确定的空间透视投影线找到与参考透视投影线的公垂线最短的透视投影线；

第六，通过所述公垂线最短的透视投影线所对应的右图中的标记点获取与左图的参考标记点匹配的同一目标点，求取两条透视投影线公垂线的中点P的空间坐标就是该目标点在双目传感器下的空间三维坐标；

第七，对所述双目传感器下的空间三维坐标通过旋转和平移相结合的关系完成世界坐标转换。所述步骤四中的L₁透视投影直线通过如下公式计算：

$\frac{X-X_A}{X_{A^{\′}}-X_A}=\frac{Y-Y_A}{Y_{A^{\′}}-Y_A}=\frac{Z-Z_A}{Z_{A^{\′}}-Z_A}---\left(1\right)$

所述步骤四中的L₂透视投影直线通过如下公式计算：

$\frac{X-X_B}{X_{B^{\′}}-X_B}=\frac{Y-Y_B}{Y_{B^{\′}}-Y_B}=\frac{Z-Z_B}{Z_{B^{\′}}-Z_B}---\left(2\right)$

所述步骤五中的公垂线最短的透视投影通过如下步骤计算：

第一，根据两条异面直线可以确定公垂线的方向向量，

$\left|\begin{array}{ccc}X& Y& Z\\ X_{A^{\′}}-X_A& Y_{A^{\′}}-Y_A& Z_{A^{\′}}-Z_A\\ X_{B^{\′}}-X_B& Y_{B^{\′}}-Y_B& Z_{B^{\′}}-Z_B\end{array}\right|=0---\left(3\right)$

$(E,F,G)=(\left|\begin{array}{cc}{Y}_{A^{\′}}-Y_A& Z_{A^{\′}}-Z_A\\ Y_{B^{\′}}-Y_B& Z_{B^{\′}}-Z_B\end{array}\right|,\left|\begin{array}{cc}{Z}_{A^{\′}}-Z_A& X_{A^{\′}}-X_A\\ Z_{B^{\′}}-Z_B& X_{B^{\′}}-X_B\end{array}\right|,\left|\begin{array}{cc}{X}_{A^{\′}}-X_A& Y_{A^{\′}}-Y_A\\ X_{B^{\′}}-X_B& Y_{B^{\′}}-Y_B\end{array}\right|)---\left(4\right)$

第二，计算公垂线与L₁所形成的平面α与直线L₂的交点D，其中α的方程为：

$\left|\begin{array}{ccc}X-X_A& Y-Y_A& Z-Z_A\\ X_{A^{\′}}-X_A& Y_{A^{\′}}-Y_A& Z_{A^{\′}}-Z_A\\ E& F& G\end{array}\right|=0---\left(5\right)$

第三，通过公式(2)和(5)组成方程即可确定D；

第四，通过公式(1)和(5)组成方程即可确定C；确定公垂线与L₂所形成的平面β与直线L₁的交点C点坐标；

第五，由C、D在传感器下的三维坐标确定公垂线中点P点的坐标。

所述步骤七中的定旋转和平移关系是传感器坐标下与在世界坐标系下相对应的三个点分别组成的三角形是全等的。

为了解决现有技术问题，本发明还提供另一种应用技术方案：

一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法在结构光传感器的应用，包括如下步骤：

第一，通过结构光光条的解算模型，在传感器标定中确定光平面α在传感器下的平面方程；

第二，在右相机中光条上的每个特征点通过本身的两套标定参数确定一条透视投影直线；

第三，在传感器下的三维坐标可以由透视投影线的方程与光平面的方程获得；

第四，通过光条特征点的传感器坐标计算确定某个测量位置处光条上点的传感器坐标，结合传感器坐标系与世界坐标系的转换关系确定各个位置处光条上的点云数据统一到世界坐标系下。

一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法在结构光传感器的应用，所述步骤三中光平面方程与某一光条特征点的透视投影线的方程如下：

$\left\{\begin{array}{c}aX+bY+cZ+d=0\\ \frac{X-X_C}{X_{C^{\′}}-X_C}=\frac{Y-Y_C}{Y_{C^{\′}}-Y_C}=\frac{Z-Z_C}{Z_{C^{\′}}-Z_C}\end{array}\right.---\left(6\right)$

本发明有益效果：

第一，本发明设计了在双目视觉扫描测量中一套基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法，结合基于多项式的DLT模型的标定方法，可以简单、快速、准确地实现双目测量中标记圆的匹配问题。第二，在工业现场中对被测物表面进行三维扫描测量时，应用本发明中匹配方法可以很方便地完成双目中公共标记点的匹配问题并能测得公共标记点的在传感器下的三维坐标，该方法标定简单、快速，在工业现场的实用性强，误匹率低。第三，本发明通过标记点的传感器坐标与世界坐标的匹配获得传感器坐标系与世界坐标系的转换关系，事实证明该方法的可靠性高。

附图说明

图1是本发明一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法采用双目测量模型图。

图2是本发明一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法采用结构光光条特征点解算模型图。

图3是本发明一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法双目标定过程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步详细地说明：

如图1所示，本发明提供本发明一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法，

第一，选取空间中的一点P在左右图像中的坐标分别(u_l,v_l)，(u_r,v_r)；通过已经标定的参数可以获得其在标定面a上对应的传感器坐标点A，B，

第二，垂直于靶标方向平移一定距离后，确定P点在左右图像在另一个标定面b上对应的点A',B',

第三，通过左图中的参考标记点的像素坐标确定空间透视投影直线AA'，并在右图中遍历图像中的标记点的像素(u_ri,v_ri)坐标及其透视投影线B_iB_i'，寻找与AA'所确定的公垂线最短的透视投影线BB'，完成左右图像中标记点的匹配。

由于测量误差的存在直线AA'与直线BB'并不能很理想地相交，直线AA'与直线BB'的公垂线的中点为空间点P的实际测量值。所以，左右相机中标记点的匹配问题就转换为：通过左图中的参考标记点的像素坐标确定空间透视投影直线AA'，并在右图中遍历图像中的标记点的像素(u_ri,v_ri)坐标及其透视投影线B_iB_i'，寻找与AA'所确定的公垂线最短的透视投影线BB'。

为了解决现有技术问题，本发明还提供一种应用技术方案：

一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法在双传感器的应用，包括如下步骤：

第一，在同一位置左右传感器分别拍摄一幅图像，分别对图像进行二值化、边缘提取、椭圆拟合、中心提取等处理后，提取的标记圆的中心作为两图像进行匹配的目标点；

第二，将左图像中的标记点作为参考点，获取参考标记点的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间点A_i和A′_i的坐标；

第三，将右图像中的标记点作为参考点，获取参考标记点的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间B_i点和B′_i的坐标；

其中，步骤二涉及双目传感器测量模型为DLT方法应用空间映射理论，将空间坐标点的三维坐标P(X_W,Y_W,Z_W)与理想计算机图像坐标(u,v)之间的关系描述为直接的线性变换，具体的数学表达式为：

$s\left[\begin{array}{c}u\\ v\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{q}_{11}& q_{12}& q_{13}& q_{14}\\ q_{21}& q_{22}& q_{23}& q_{24}\\ q_{31}& q_{32}& q_{33}& q_{34}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_W\\ Y_W\\ Z_W\\ 1\end{array}\right]=Q\left[\begin{array}{c}{X}_W\\ Y_W\\ Z_W\\ 1\end{array}\right]---\left(1\right)$

式中，Q为DLT模型中相关参数构成的矩阵。

根据公式(1)就可以得到空间坐标系坐标(X_W,Y_W,Z_W)的任一点与其对应的理想计算机图像坐标(u,v)两者之间的关系：

$\left\{\begin{array}{c}u=\frac{q_{11}{X}_w+q_{12}{Y}_w+q_{13}{Z}_w+q_{14}}{q_{31}{X}_w+q_{32}{Y}_w+q_{33}{Z}_w+q_{34}}\\ v=\frac{q_{21}{X}_w+q_{22}{Y}_w+q_{23}{Z}_w+q_{24}}{q_{31}{X}_w+q_{32}{Y}_w+q_{33}{Z}_w+q_{34}}\end{array}\right.---\left(2\right)$

当取Z_W＝0时(2)式可以简化为：

$\begin{array}{c}u=\frac{q_{11}{X}_w+q_{12}{Y}_w+q_{14}}{q_{31}{X}_w+q_{32}{Y}_w+q_{34}}\\ v=\frac{q_{21}{X}_w+q_{22}{Y}_w+q_{24}}{q_{31}{X}_w+q_{32}{Y}_w+q_{34}}\end{array}---\left(3\right)$

采集靶标图像并进行相关处理，获取大量靶标特征点的世界坐标(X_W,Y_w)和图像坐标(u_i,v_i)，利用最小二乘广义逆的方法可以求解出DLT模型参数矩阵。但是一般情况下都需要考虑摄像机镜头畸变导致的非线性情况，因此通过多项式建立(X_W,Y_w)与(u,v)的关系：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_W=\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=0}{\overset{n-i}{\Σ}}{C}_{ij}{u}^i{v}^j\\ Y_w=\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=0}{\overset{n-i}{\Σ}}{D}_{ij}{u}^i{v}^j\end{array}\right.---\left(4\right)$

其中C_ij，D_ij表示模型参数，其下标i,j分别对应项u,v的阶数，n为多项式次数最高项的次数。(4)式即为基于多项式的DLT模型。

第四，对于左图中的标记点和右图中的每一个标记点都可以确定对应的一条空间直线L₁和L₂，L₁和L₂即左右图像中单个标记点所对应的透视投影直线；

第五，将左图中的每个标记点及其所对应的透视投影线分别作为参考点和参考透视投影线，遍历右图标记点所确定的空间透视投影线找到与参考透视投影线的公垂线最短的透视投影线；

第六，通过所述公垂线最短的透视投影线所对应的右图中的标记点获取与左图的参考标记点匹配的同一目标点，求取两条透视投影线公垂线的中点P的空间坐标就是该目标点在双目传感器下的空间三维坐标；

第七，对所述双目传感器下的空间三维坐标通过旋转和平移相结合的关系完成世界坐标转换。所述步骤四中的L₁透视投影直线通过如下公式计算：

$\frac{X-X_A}{X_{A^{\′}}-X_A}=\frac{Y-Y_A}{Y_{A^{\′}}-Y_A}=\frac{Z-Z_A}{Z_{A^{\′}}-Z_A}---\left(5\right)$

所述步骤四中的L₂透视投影直线通过如下公式计算：

$\frac{X-X_B}{X_{B^{\′}}-X_B}=\frac{Y-Y_B}{Y_{B^{\′}}-Y_B}=\frac{Z-Z_B}{Z_{B^{\′}}-Z_B}---\left(6\right)$

所述步骤五中的公垂线最短的透视投影通过如下步骤计算：

第一，根据两条异面直线可以确定公垂线的方向向量，

$\left|\begin{array}{ccc}X& Y& Z\\ X_{A^{\′}}-X_A& Y_{A^{\′}}-Y_A& Z_{A^{\′}}-Z_A\\ X_{B^{\′}}-X_B& Y_{B^{\′}}-Y_B& Z_{B^{\′}}-Z_B\end{array}\right|=0---\left(7\right)$

$(E,F,G)=(\left|\begin{array}{cc}{Y}_{A^{\′}}-Y_A& Z_{A^{\′}}-Z_A\\ Y_{B^{\′}}-Y_B& Z_{B^{\′}}-Z_B\end{array}\right|,\left|\begin{array}{cc}{Z}_{A^{\′}}-Z_A& X_{A^{\′}}-X_A\\ Z_{B^{\′}}-Z_B& X_{B^{\′}}-X_B\end{array}\right|,\left|\begin{array}{cc}{X}_{A^{\′}}-X_A& Y_{A^{\′}}-Y_A\\ X_{B^{\′}}-X_B& Y_{B^{\′}}-Y_B\end{array}\right|)---\left(8\right)$

第二，计算公垂线与L₁所形成的平面α与直线L₂的交点D，其中α的方程为：

$\left|\begin{array}{ccc}X-X_A& Y-Y_A& Z-Z_A\\ X_{A^{\′}}-X_A& Y_{A^{\′}}-Y_A& Z_{A^{\′}}-Z_A\\ E& F& G\end{array}\right|=0---\left(9\right)$

第三，通过公式(6)和(5)组成方程即可确定D；

第四，通过公式(5)和(9)组成方程即可确定C；确定公垂线与L₂所形成的平面β与直线L₁的交点C点坐标；

第五，由C、D在传感器下的三维坐标确定公垂线中点P点的坐标。

综上所述，双目中标记圆的匹配问题就转化为将左图中的每个标记点及其所对应的透视投影线分别作为参考点和参考透视投影线，遍历右图标记点所确定的空间透视投影线找到与参考透视投影线的公垂线最短的透视投影线。那么该透视投影线所对应的右图中的标记点就是与左图的参考标记点匹配的同一目标点，求取两条透视投影线公垂线的中点的空间坐标就是该目标点在双目传感器下的空间三维坐标。

由于本设计中的双目传感器中两个相机相互水平放置，根据双线透视投影模型以及标定的过程可知，在相机的视场中同一水平的并且离得比较近的两个标记圆的由于投影线的相交可能会引起误判。这种情况下只需根据图像中两个标记圆的相对关系做进一步判断即可。

通过上述的方法基本是可以完成双目测量中标记点的匹配的，从理论上讲，对于左右相机中不匹配的标记点所确定的两条空间透视投影线大部分是异面关系，但是当视场中的标记圆的数量比较大时就会引起两个不匹配的标记点所对应的透视投影线相交的情况从而导致错误的匹配。但是在实际的工程应用中，根据相机的视场和工作距离不同在物体表面所粘贴的标记圆的密度和数量会不同，总体来讲在相机的视场中和一定的工作距离下一幅图像中标记点的个数不会超过30个，这样就大大降低了误匹配的概率。

通过采用上述的匹配方法能够得到良好的匹配效果，在左相机中的10个标记圆的中心作为参考标记点并在有图像中对这10个点进行匹配并获得对应点在传感器下的坐标。

所述步骤七中的定旋转和平移关系是传感器坐标下与在世界坐标系下相对应的三个点分别组成的三角形是全等的。在扫描测量中通常需要将在传感器坐标下获得点云数据转换到一个统一的世界坐标系下，所以需要建立在每个测量位置处传感器坐标系与世界坐标系的转换关系。而这种转换关系就是通过标记圆在双目传感器坐标系下的坐标与在世界坐标系下的坐标而确定的。

通过所述的双目标记圆的匹配方法可以确定标记圆在传感器坐标下的三维坐标，而标记圆的世界坐标可以通过激光跟踪仪、经纬仪或V-STAR等工具测得。坐标系之间的转换关系就是旋转和平移相结合的关系，而确定旋转和平移关系只需要三对点即三个确定的点(三点不共线)在传感器坐标下的坐标和在世界坐标系下的坐标。标记圆的传感器坐标与其世界坐标的匹配的原理为：无论在世界坐标系中还是在传感器坐标系中标记圆之间的相对位置关系是不变的，所以可以考虑用全等三角形的方法即在传感器坐标下与在世界坐标系下相对应的三个点分别组成的三角形是全等的。利用这个原则可以完成标记圆的世界坐标与传感器坐标的匹配，进而确定世界坐标系与传感器坐标系之间的转换关系。

为了解决现有技术问题，本发明还提供另一种应用技术方案：

如图2所示，一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法在结构光传感器的应用，包括如下步骤：

第一，通过结构光光条的解算模型，在传感器标定中确定光平面α在传感器下的平面方程；

第二，在右相机中光条上的每个特征点通过本身的两套标定参数确定一条透视投影直线；

第三，在传感器下的三维坐标可以由透视投影线的方程与光平面的方程获得；

第四，通过光条特征点的传感器坐标计算确定某个测量位置处光条上点的传感器坐标，结合传感器坐标系与世界坐标系的转换关系确定各个位置处光条上的点云数据统一到世界坐标系下。

一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配的方法在结构光传感器的应用，所述步骤三中光平面方程与某一光条特征点的透视投影线的方程如下：

$\left\{\begin{array}{c}aX+bY+cZ+d=0\\ \frac{X-X_C}{X_{C^{\′}}-X_C}=\frac{Y-Y_C}{Y_{C^{\′}}-Y_C}=\frac{Z-Z_C}{Z_{C^{\′}}-Z_C}\end{array}\right.---\left(10\right)$

a，b，c，d分别是光平面的已知参数。通过该方法就可以确定光条上所有特征点在传感器下的坐标。

通过上述的双目匹配与标记圆的世界坐标与传感器坐标的匹配，可以确定传感器在每个扫描测量位置传感器坐标与世界坐标的转换关系；通过光条特征点的传感器坐标计算可以确定某个测量位置处光条上点的传感器坐标，结合传感器坐标系与世界坐标系的转换关系就可以各个位置处光条上的点云数据统一到世界坐标系下。

如图3所示的标定方法处理过程，以相机的视场范围和测量范围，设计符合要求的靶标。对采集的图像处理计算，按下列过程顺序完成：特征圆边缘提取，椭圆拟合，椭圆中心特征点提取，DLT参数标定，即可完成系统的双目标定。匹配时，通过对左右图像标记圆边缘提取，椭圆拟合，椭圆中心特征点提取，选取左图中的标记圆中心作为参考标记点，通过双线透视投影模型和标定参数完成左右相机中标记圆的匹配和传感器坐标的计算，通过几何关系完成标记圆传感器坐标与世界坐标的匹配，计算坐标系转换的旋转平移矩阵。这样就可以将扫描测量的物体表面的三维数据由传感器坐标转换为世界坐标完成数据的拼接。通过本方案提出的匹配方法，对多组标记圆进行了匹配，匹配的正确率较高，而且通过匹配并测量标记点的三维坐标在工作距离下的精度可以到0.1mm.

本领域的普通技术人员应能理解，在实际应用中，本发明中各部件的设置方式均可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出相似设计。需要指出的是，只要不脱离发明的设计宗旨，所有显而易见的改变及其相似设计，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一，选取空间中的一点P在左右图像中的坐标分别(u_l,v_l)，(u_r,v_r)；通过已经标定的参数可以获得其在标定面a上对应的传感器坐标点A，B，

第二，垂直于靶标方向平移一定距离后，确定P点在左右图像在另一个标定面b上对应的点A',B',

第三，通过左图中的参考标记点的像素坐标确定空间透视投影直线AA'，并在右图中遍历图像中的标记点的像素(u_ri,v_ri)坐标及其透视投影线B_iB_i'，寻找与AA'所确定的公垂线最短的透视投影线BB'，完成左右图像中标记点的匹配。

2.根据权利要求1所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器的应用，其特征在于：

第一，在同一位置左右传感器分别拍摄一幅图像，分别对图像进行二值化、边缘提取、椭圆拟合、中心提取等处理后，提取的标记圆的中心作为两图像进行匹配的目标点；

第二，将左图像中的标记点作为参考点，获取参考标记点中心的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间点A_i和′_i的坐标；

第三，将右图像中的标记点通过图像处理，获取标记点中心的像素坐标，结合基于多项式的DLT模型在位置0mm和5mm处标定的两套参数获得在这两个标定面上的空间B_i点和B′_i的坐标；第四，对于左图中的标记点和右图中的每一个标记点都可以确定对应的一条空间直线L₁和L₂，L₁和L₂即左右图像中单个标记点所对应的透视投影直线；

第五，将左图中的每个标记点及其所对应的透视投影线分别作为参考点和参考透视投影线，遍历右图标记点所确定的空间透视投影线找到与参考透视投影线的公垂线最短的透视投影线；

第六，通过所述公垂线最短的透视投影线所对应的右图中的标记点获取与左图的参考标记点匹配的同一目标点，求取两条透视投影线公垂线的中点P的空间坐标就是该目标点在双目传感器下的空间三维坐标；

第七，对所述双目传感器下的空间三维坐标通过旋转和平移相结合的关系完成世界坐标转换。

3.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤四中的L₁透视投影直线通过如下公式计算：

。

4.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤四中的L₂透视投影直线通过如下公式计算：

。

5.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤五中的公垂线最短的透视投影通过如下步骤计算：

第一，根据两条异面直线可以确定公垂线的方向向量，

第二，计算公垂线与L₁所形成的平面α与直线L₂的交点D，其中α的方程为：

第三，通过公式(2)和(5)组成方程即可确定D；

第四，通过公式(1)和(5)组成方程即可确定C；确定公垂线与L₂所形成的平面β与直线L₁的交点C点坐标；

第五，由C、D在传感器下的三维坐标确定公垂线中点P点的坐标。

6.根据权利要求2所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在双传感器中的应用，其特征在于，所述步骤七中的定旋转和平移关系是传感器坐标下与在世界坐标系下相对应的三个点分别组成的三角形是全等的。

7.根据权利要求1所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在结构光传感器的应用，其特征在于：

第一，通过结构光光条的解算模型，在传感器标定中确定光平面α在传感器下的平面方程；

第二，在右相机中光条上的每个特征点通过本身的两套标定参数确定一条透视投影直线；

第三，在传感器下的三维坐标可以由透视投影线的方程与光平面的方程获得；

第四，通过光条特征点的传感器坐标计算确定某个测量位置处光条上点的传感器坐标，结合传感器坐标系与世界坐标系的转换关系确定各个位置处光条上的点云数据统一到世界坐标系下。

8.根据权利要求7所述一种基于透视投影直线测量模型的双目匹配方法在结构光传感器的应用，其特征在于：所述步骤三中光平面方程与某一光条特征点的透视投影线的方程如下：

。