CN111521113B - 一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法 - Google Patents

一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法，其包括以下步骤：a、构建光路；b、通过步骤a搭建的光路获取蓝色和绿色两个图像，蓝色图像通过高速相机B获取后形成RGB图像得到蓝色图像分量；绿色图像通过高速相机A获取后形成RGB图像得到绿色图像分量;c、通过分别对蓝色图像分量与绿色图像分量提取，得到用于双目立体视觉计算的两副独立的图像。能够克服现有的双目立体视觉系统在动态测量时对同步图像、采集频率方面的不足，该技术形成两套按顺序触发的双目立体视觉测量系统，在获取同步图像的同时，提高图像采集的频率。

Description

一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法
技术领域
本发明属于图像采集技术领域，具体涉及一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法。
背景技术
随着科学技术的进步，工业产品尤其是航空航天产品在振动、移动、受载等动态过程中的测量分析，已经成为亟需解决的关键问题之一。随着计算机、高速相机等技术的发展，以双目立体视觉为代表的图像探测测量技术发展越来越快，在现代工业产品的动态测量中开始占据主导地位。
专利号为CN201811278623.X ，申请日为2018-10-30，公开了一种种高温高频振动耦合环境下试件相关图像获取方法，属于图像获取技术领域，包括以下步骤：步骤S1：搭建光路；步骤S2：然后利用步骤S1搭建的光路获取绿色和蓝色两路图像，并通过单台高速相机获取两幅图像合成之后的某一时刻的RGB真彩图像，通过G、B两个分量的提取，得到同一时刻试件不同角度的相关图像。
上述专利通过获取高温、高频振动耦合环境下的清晰、同步的产品图像，从而使后期对产品的应变、变形场、几何尺寸等参数进行计算和评估。但是一个相机系统，采样频率无法提升，完全依赖于相机本身参数，在一些超高速测量中，现存高速相机很有可能无法满足采样要求，或者需要花费巨额的相机采购费用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法，能够克服现有的双目立体视觉系统在动态测量时对同步图像、采集频率方面的不足，该技术形成两套按顺序触发的双目立体视觉测量系统，在获取同步图像的同时，提高图像采集的频率。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、构建光路；
b、通过步骤a搭建的光路获取蓝色和绿色两个图像，测量开始后，信号触发器发送的数据采集指令经过信号解码器被分解为触发信号A和触发信号B，两个触发信号分别控制两个高速相机使其数据采集依次交替进行，具体为：通过步骤a搭建的光路,在触发信号A的作用下，高速相机A获取RGB图像，并分解为蓝色图像分量和绿色图像分量，然后，在触发信号B作用下，高速相机B获取RGB图像，并可分解为蓝色图像分量和绿色图像分量;
c、通过分别对蓝色图像分量与绿色图像分量提取，得到用于双目立体视觉计算的两副独立的图像。
2.如权利要求1所述的一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法，其特征在于：步骤c中，所述蓝色图像分量提取包括以下步骤：
S1、被测物的一侧图像依次通过反射镜A、反射镜B和分光镜形成第一光路A和第一光路B；被测物的另一侧图像依次通过反射镜C、反射镜D和分光镜形成第二光路A和第二光路B；
S2、第一光路A通过蓝色窄带滤光片A的滤波进入高速相机B，第一光路B通过绿色窄带滤光片A的滤波进入的高速相机A；第二光路A通过蓝色窄带滤光片B的滤波进入高速相机B，第二光路B通过绿色窄带滤光片B的滤波进入的高速相机A;
S3、高速相机B将第一光路A和第二光路A通过计算机合成RGB图像，得到蓝色图像分量和绿色图像分量；高速相机A将第一光路B和第二光路B通过计算机合成RGB图像，得到蓝色图像分量和绿色图像分量。
所述计算机连接有信号触发器，所述信号触发器通过信号解码器形成触发信号A和触发信号B，所述高速相机A接收触发信号A，所述高速相机B接收触发信号B。
本发明带来的有益效果有。
1、通过在动态测量时，利用搭建的光路，图像两路蓝光滤波光路和两路绿光滤波光路分别进入两个高速相机，在两个相机中分别合成为一幅图像，从而完成了高速相机对两路图像的采集；然后利用信号触发器及解码器，分别按顺序触发两个高速相机，提高图像采集的频率，最后通过分离高速相机获取的RGB图像，得到图像的绿色分量和蓝色分量，这样就形成了两套双目立体视觉测量系统并提高了图像采集的频率，通过两个相机依次触发提高采样频率，随着相机数目的扩展，可将采样频率大幅提升，突破目前高速相机自身采样频率的限制，降低采购成本。
2、通过第一光路和第二光路，形成两套按顺序触发的双目立体视觉测量系统，提升图像采集频率。
3、通过信号解码器发送触发信号，基于高速相机技术、光路搭建技术与信号解码技术，用以提高双目立体视觉测量过程中相机的采样频率，得到双目立体视觉计算技术（如数字图像相关技术、双相机坐标测量技术等）的输入图像。
附图说明
图1是本发明光路结构示意图。
图2是触发信号原理图。
图中标记：1.计算机，2.信号触发器，3.触发信号A，4.信号解码器，5.触发信号B，6.高速相机B，7.反射镜B，8.反射镜D，9.蓝色窄带滤光片A，10. 蓝色窄带滤光片B，11.分光镜，12. 绿色窄带滤光片B，13.绿色窄带滤光片A，14.反射镜C，15.高速相机A，16.被测物，17.反射镜A，18.蓝色图像分量，19.绿色图像分量，20.RGB图像，21.采样触发信号，22.触发信号分量A，23.触发信号分量B。
具体实施方式
实施例1
如图1至2所示，一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法，包括以下步骤：
a、构建光路；
b、通过步骤a搭建的光路获取蓝色和绿色两个图像，测量开始后，信号触发器2发送的数据采集指令经过信号解码器（4）被分解为触发信号A（3）和触发信号B5，两个触发信号分别控制两个高速相机使其数据采集依次交替进行，具体为：通过步骤a搭建的光路,在触发信号A3的作用下，高速相机A15获取RGB图像20，并分解为蓝色图像分量18和绿色图像分量19，然后，在触发信号B5作用下，高速相机B6获取RGB图像20，并可分解为蓝色图像分量18和绿色图像分量19;
c、通过分别对蓝色图像分量18与绿色图像分量19提取，得到用于双目立体视觉计算的两副独立的图像。
步骤c中，所述蓝色图像分量18提取包括以下步骤：
S1、被测物16的一侧图像依次通过反射镜A17、反射镜B7和分光镜11形成第一光路A和第一光路B；被测物16的另一侧图像依次通过反射镜C14、反射镜D8和分光镜11形成第二光路A和第二光路B；
S2、第一光路A通过蓝色窄带滤光片A9的滤波进入高速相机B6，第一光路B通过绿色窄带滤光片A13的滤波进入的高速相机A15；第二光路A通过蓝色窄带滤光片B10的滤波进入高速相机B6，第二光路B通过绿色窄带滤光片B12的滤波进入的高速相机A15;
S3、高速相机B6将第一光路A和第二光路A通过计算机1合成RGB图像20，得到蓝色图像分量18和绿色图像分量19；高速相机A15将第一光路B和第二光路B通过计算机1合成RGB图像20，得到蓝色图像分量18和绿色图像分量19。
所述计算机1连接有信号触发器2，所述信号触发器2通过信号解码器4形成触发信号A3和触发信号B5，所述高速相机A15接收触发信号A3，所述高速相机B6接收触发信号B5。
通过在动态测量时，利用搭建的光路，图像两路蓝光滤波光路和两路绿光滤波光路分别进入两个高速相机，在两个相机中分别合成为一幅图像，从而完成了高速相机对两路图像的采集；然后利用信号触发器及解码器，分别按顺序触发两个高速相机，提高图像采集的频率，最后通过分离高速相机获取的RGB图像20，得蓝色图像分量18和绿色图像分量19，这样就形成了两套双目立体视觉测量系统并提高了图像采集的频率。
通过第一光路和第二光路，形成两套按顺序触发的双目立体视觉测量系统，提升图像采集频率。
通过信号解码器发送触发信号，基于高速相机技术、光路搭建技术与信号解码技术，用以提高双目立体视觉测量过程中相机的采样频率，得到双目立体视觉计算技术（如数字图像相关技术、双相机坐标测量技术等）的输入图像。
本专发明两个相机为两套独立系统，每套系统采集的图像都可以获取蓝色和绿色图像分量。
本发明采用两个相机依次触发提高采样频率，随着相机数目的扩展，可将采样频率大幅提升，突破目前高速相机自身采样频率的限制。
在现代工业产品的动态测量中开始占据主导地位，目前，现存的商业化测量系统，采样频率受到硬件设备的限制，并且如果使用两台高速相机同时测量，由于缺乏同步装置，在时域空间很难保证两台高速相机能够获取绝对同一时刻的图像，因此，通过合理的光路设计，实现双目立体视觉系统图像采集频率的提高，具有重大意义。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、构建光路；
b、通过步骤a搭建的光路获取蓝色和绿色两个图像，测量开始后，信号触发器（2）发送的数据采集指令经过信号解码器（4）被分解为触发信号A（3）和触发信号B（5），两个触发信号分别控制两个高速相机使其数据采集依次交替进行，具体为：通过步骤a搭建的光路,在触发信号A（3）的作用下，高速相机A（15）获取RGB图像(20)，并分解为蓝色图像分量（18）和绿色图像分量（19），然后，在触发信号B（5）作用下，高速相机B（6）获取RGB图像(20)，并可分解为蓝色图像分量（18）和绿色图像分量（19）；
c、通过分别对蓝色图像分量（18）与绿色图像分量（19）提取，得到用于双目立体视觉计算的两副独立的图像；
步骤c中，所述蓝色图像分量（18）提取包括以下步骤：
S1、被测物（16）的一侧图像依次通过反射镜A（17）、反射镜B（7）和分光镜（11）形成第一光路A和第一光路B；被测物（16）的另一侧图像依次通过反射镜C（14）、反射镜D（8）和分光镜（11）形成第二光路A和第二光路B；
S2、第一光路A通过蓝色窄带滤光片A（9）的滤波进入高速相机B（6），第一光路B通过绿色窄带滤光片A（13）的滤波进入的高速相机A（15）；第二光路A通过蓝色窄带滤光片B（10）的滤波进入高速相机B（6），第二光路B通过绿色窄带滤光片B（12）的滤波进入的高速相机A（15）；
S3、高速相机B（6）将第一光路A和第二光路A通过计算机（1）合成RGB图像（20），得到蓝色图像分量（18）和绿色图像分量（19）；高速相机A（15）将第一光路B和第二光路B通过计算机（1）合成RGB图像（20），得到蓝色图像分量（18）和绿色图像分量（19）。
2.如权利要求1所述的一种基于高速相机双目立体视觉的图像采集方法，其特征在于：所述计算机（1）连接有信号触发器（2），所述信号触发器（2）通过信号解码器（4）形成触发信号A（3）和触发信号B（5），所述高速相机A（15）接收触发信号A（3），所述高速相机B（6）接收触发信号B（5）。
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