CN109269473A - 一种基于四目视觉定位系统的定位方法 - Google Patents

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    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying

Abstract

本发明公开了一种基于四目视觉定位系统的定位方法，其中所述四目视觉定位系统包括四个平行排列的CCD相机，其中两两CCD相机构成一组双目视觉定位系统，则四个CCD相机公共构成有六组双目视觉定位系统，六组双目视觉定位系统的三维基准坐标相同；所述一种基于四目视觉定位系统的定位方法包括数据测量、测量数据的均值求取、测量不确定度求取、异常数据剔除以及被测点的最佳空间坐标数据求取。本发明通过多组双目视觉定位系统来获取被检点的多组空间坐标数据，并从这多组空间坐标数据获取被测点的最佳空间坐标数据，从而提高对被测点的定位准确性。

Description

一种基于四目视觉定位系统的定位方法
技术领域
本发明涉及视觉定位系统，特别是指一种基于四目视觉定位系统的定位方法。
背景技术
传统的双目视觉定位系统通过两个CCD相机对物体上一个特征点摄像，以分别获得该点在两部相机像平面上的坐标，只要知道两部相机精确的相对位置，就可用几何的方法得到该特征点在固定一部相机的坐标系中的坐标，即确定了特征点的位置。
但是双目视觉定位系统的测量结果容易受到外界因素的干扰：如被检对象本身的反收、辐射和遮光导致的受光量的变化；检测环境的明暗变化、温湿度和振动情况；CCD相机本身图形处理结果的重复性；CCD的工作电压变化；被测对象的运动精度和定位精度。这些干扰因素都会给测量结果引入不确定分量，测量结果不确定度越大，说明测量的数据结果质量越差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于四目视觉定位系统的定位方法，其通过多组双目视觉定位系统来获取被检点的多组空间坐标数据，并从这多组空间坐标数据获取被测点的最佳空间坐标数据，从而提高对被测点的定位准确性。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种基于四目视觉定位系统的定位方法，其中所述四目视觉定位系统包括四个平行排列的CCD相机，其中两两CCD相机构成一组双目视觉定位系统，则四个CCD相机公共构成有六组双目视觉定位系统，六组双目视觉定位系统的三维基准坐标相同；
所述一种基于四目视觉定位系统的定位方法包括：
数据测量：通过四目视觉定位系统中的六组双目视觉定位系统对同一被测点进行n次测量以使得每组双目视觉定位系统获得n组测量数据，其中n为大于等于10的正整数；
测量数据的均值求取：对每组双目视觉定位系统获得n组测量数据进行计算以获取每组双目视觉定位系统的测量数据均值，各组双目视觉定位系统的测量数据均值分别为：(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)、(X4，Y4，Z4)、(X5，Y5，Z5)、(X6，Y6，Z6)；
测量不确定度求取：然后对六组双目视觉定位系统的测量数据进行计算以求取各组双目视觉定位系统的测量不确定度，各组双目视觉定位系统的测量不确定度分别为U1(Ux1，Uy1，Uz1)、U2(Ux2，Uy2，Uz2)、U3(Ux3，Uy3，Uz3)、U4(Ux4，Uy4，Uz4)、U5(Ux5，Uy5，Uz5)、U6(Ux6，Uy6，Uz6)；
异常数据剔除：将X1、X2、X3、X4、X5、X6以及Ux1、Ux2、Ux3、Ux4、Ux5、Ux6分别带入以下公式 将Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6以及Uy1、Uy2、Uy3、Uy4、Uy5、Uy6分别带入以下公式 将Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6以及Uz1、Uz2、Uz3、Uz4、Uz5、Uz6分别带入以下公式 其中i为1到6的正整数；对于大于等于1的EXn所对应的Xi标记为异常数据并剔除，若EXn都小于1，则将最大的EXn所对应的Xi标记为异常数据并剔除；对于大于等于1的EYn所对应的Yi标记为异常数据并剔除，若EYn都小于1，则将最大的EYn所对应的Yi标记为异常数据并剔除；对于大于等于1的EZn所对应的Zi标记为异常数据并剔除，若EZn都小于1，则将最大的EZn所对应的Zi标记为异常数据并剔除；
被测点的最佳空间坐标数据求取：将剔除异常数据剩下的Xi及其所对应的Uxi带入公式将剔除异常数据剩下的Yi及其所对应的Uyi带入公式将剔除异常数据剩下的Zi及其所对应的Uzi带入公式最终被测点的最佳空间坐标数据为(X，Y，Z)；其中Uxu为剔除异常数据剩下的Xi中任意一个所对应的Uxi，Uyu为剔除异常数据剩下的yi中任意一个所对应的Uyi，Uzu为剔除异常数据剩下的zi中任意一个所对应的Uzi。
各组所述双目视觉定位系统的测量不确定度均为A类不确定度。
采用上述方案后，本发明通过四目视觉定位系统中的六组双目视觉定位系统对同一被测点进行多次测量以获取多组测量数据，其次将对这些测量数据进行均值计算以获取测量数据均值，然后测量数据均值对进行筛选以剔除异常数据，最后将筛选后的数据进行加权算术求平均，从而得到被测点的最佳空间坐标数据，提高了对被测点的定位准确性。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明揭示了一种基于四目视觉定位系统的定位方法，其中所述四目视觉定位系统包括四个平行排列的CCD相机，其中两两CCD相机构成一组双目视觉定位系统，则四个CCD相机公共构成有六组双目视觉定位系统，六组双目视觉定位系统的三维基准坐标相同。
本发明是通过四目视觉定位系统中的六组双目视觉定位系统对同一被测点进行多次测量以获取多组测量数据，其次将对这些测量数据进行均值计算以获取测量数据均值，然后测量数据均值对进行筛选以剔除异常数据，最后将筛选后的数据进行加权算术求平均，从而得到被测点的最佳空间坐标数据，提高了对被测点的定位准确性。
具体的，所述一种基于四目视觉定位系统的定位方法包括如下步骤：
数据测量：通过四目视觉定位系统中的六组双目视觉定位系统对同一被测点进行n次测量以使得每组双目视觉定位系统获得n组测量数据，其中n为大于等于10的正整数；
测量数据的均值求取：对每组双目视觉定位系统获得n组测量数据进行计算以获取每组双目视觉定位系统的测量数据均值，各组双目视觉定位系统的测量数据均值分别为：(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)、(X4，Y4，Z4)、(X5，Y5，Z5)、(X6，Y6，Z6)；
测量不确定度求取：然后对六组双目视觉定位系统的测量数据进行计算以求取各组双目视觉定位系统的测量不确定度，各组双目视觉定位系统的测量不确定度分别为U1(Ux1，Uy1，Uz1)、U2(Ux2，Uy2，Uz2)、U3(Ux3，Uy3，Uz3)、U4(Ux4，Uy4，Uz4)、U5(Ux5，Uy5，Uz5)、U6(Ux6，Uy6，Uz6)；其中各组所述双目视觉定位系统的测量不确定度可均为A类不确定度；
异常数据剔除：将X1、X2、X3、X4、X5、X6以及Ux1、Ux2、Ux3、Ux4、Ux5、Ux6分别带入以下公式 将Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6以及Uy1、Uy2、Uy3、Uy4、Uy5、Uy6分别带入以下公式 将Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6以及Uz1、Uz2、Uz3、Uz4、Uz5、Uz6分别带入以下公式 其中i为1到6的正整数；对于大于等于1的EXn所对应的Xi标记为异常数据并剔除，若EXn都小于1，则将最大的EXn所对应的Xi标记为异常数据并剔除；对于大于等于1的EYn所对应的Yi标记为异常数据并剔除，若EYn都小于1，则将最大的EYn所对应的Yi标记为异常数据并剔除；对于大于等于1的EZn所对应的Zi标记为异常数据并剔除，若EZn都小于1，则将最大的EZn所对应的Zi标记为异常数据并剔除；
被测点的最佳空间坐标数据求取：将剔除异常数据剩下的Xi及其所对应的Uxi带入公式将剔除异常数据剩下的Yi及其所对应的Uyi带入公式将剔除异常数据剩下的Zi及其所对应的Uzi带入公式最终被测点的最佳空间坐标数据为(X，Y，Z)；其中Uxu为剔除异常数据剩下的Xi中任意一个所对应的Uxi，Uyu为剔除异常数据剩下的yi中任意一个所对应的Uyi，Uzu为剔除异常数据剩下的zi中任意一个所对应的Uzi。

Claims (2)

1.一种基于四目视觉定位系统的定位方法，其特征在于：所述四目视觉定位系统包括四个平行排列的CCD相机，其中两两CCD相机构成一组双目视觉定位系统，则四个CCD相机公共构成有六组双目视觉定位系统，六组双目视觉定位系统的三维基准坐标相同；
所述一种基于四目视觉定位系统的定位方法包括：
数据测量：通过四目视觉定位系统中的六组双目视觉定位系统对同一被测点进行n次测量以使得每组双目视觉定位系统获得n组测量数据，其中n为大于等于10的正整数；
测量数据的均值求取：对每组双目视觉定位系统获得n组测量数据进行计算以获取每组双目视觉定位系统的测量数据均值，各组双目视觉定位系统的测量数据均值分别为：(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)、(X3，Y3，Z3)、(X4，Y4，Z4)、(X5，Y5，Z5)、(X6，Y6，Z6)；
测量不确定度求取：然后对六组双目视觉定位系统的测量数据进行计算以求取各组双目视觉定位系统的测量不确定度，各组双目视觉定位系统的测量不确定度分别为U1(Ux1，Uy1，Uz1)、U2(Ux2，Uy2，Uz2)、U3(Ux3，Uy3，Uz3)、U4(Ux4，Uy4，Uz4)、U5(Ux5，Uy5，Uz5)、U6(Ux6，Uy6，Uz6)；
异常数据剔除：将X1、X2、X3、X4、X5、X6以及Ux1、Ux2、Ux3、Ux4、Ux5、Ux6分别带入以下公式 将Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6以及Uy1、Uy2、Uy3、Uy4、Uy5、Uy6分别带入以下公式 将Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6以及Uz1、Uz2、Uz3、Uz4、Uz5、Uz6分别带入以下公式 其中i为1到6的正整数；对于大于等于1的EXn所对应的Xi标记为异常数据并剔除，若EXn都小于1，则将最大的EXn所对应的Xi标记为异常数据并剔除；对于大于等于1的EYn所对应的Yi标记为异常数据并剔除，若EYn都小于1，则将最大的EYn所对应的Yi标记为异常数据并剔除；对于大于等于1的EZn所对应的Zi标记为异常数据并剔除，若EZn都小于1，则将最大的EZn所对应的Zi标记为异常数据并剔除；
被测点的最佳空间坐标数据求取：将剔除异常数据剩下的Xi及其所对应的Uxi带入公式将剔除异常数据剩下的Yi及其所对应的Uyi带入公式将剔除异常数据剩下的Zi及其所对应的Uzi带入公式最终被测点的最佳空间坐标数据为(X，Y，Z)；其中Uxu为剔除异常数据剩下的Xi中任意一个所对应的Uxi，Uyu为剔除异常数据剩下的yi中任意一个所对应的Uyi，Uzu为剔除异常数据剩下的zi中任意一个所对应的Uzi。
2.如权利要求1所述的一种基于四目视觉定位系统的定位方法，其特征在于：各组所述双目视觉定位系统的测量不确定度均为A类不确定度。
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