CN209387548U - 获取透视畸变逆变换矩阵的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统，涉及桥梁表观病害检测技术领域，主要目的是使得桥梁表观病害检测过程中透视畸变逆变换矩阵的获取简单方便，提高工作效率及施工安全性。本实用新型的主要技术方案为：该系统包括双轴运动机构；相机，设置于双轴运动机构的垂直旋转部，相机的镜头外周阵列环绕布置有至少四个激光探头，镜头上设置有激光测距传感器，激光探头激光发射方向和激光测距传感器激光发射方向分别与镜头光轴方向平行且位于同一侧；数据处理装置，分别与双轴运动机构、相机和激光测距传感器电连接；光源，可拆卸地设置于镜头且光源发光方向与镜头光轴方向平行且位于同一侧。本实用新型主要用于获取透视畸变逆变换矩阵。

Description

获取透视畸变逆变换矩阵的系统

技术领域

本实用新型涉及桥梁表观病害检测技术领域，具体而言，涉及一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统。

背景技术

桥梁表观病害的检测在桥梁普通检测中占有重要的地位，它以观测桥梁表观病害特征为主，包括观测桥梁的剥落、掉角、裂缝以及渗水泛碱等病害特征，并且检测结果要求给出桥梁病害的实际尺寸。

目前，桥梁表观病害检测通常基于采用图像处理方式的非接触式桥梁表观病害检测方法，即利用可旋转的相机对桥梁表观进行旋转拍摄，由于相机旋转拍摄得到的图像信息会发生透视畸变，为了将发生透视畸变的图像信息矫正为正视图像信息，以便于病害的检测，现有技术中，通常由操作人员利用登高工具在桥梁的被检测面上贴设靶标，以通过靶标的相对坐标获取透视畸变逆变换矩阵，再通过该变换矩阵对透视畸变的图像信息进行矫正，然后利用矫正后的正视图信息进行病害的检测，操作不便，施工安全性较低，工作效率较低。而且，在环境较昏暗时，需要操作人员手持照明工具对桥梁的被检测面进行照明，才能贴设靶标，以通过靶标的相对坐标获取透视畸变逆变换矩阵，操作更加不便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统，主要目的是使得桥梁表观病害检测过程中透视畸变逆变换矩阵的获取过程简单方便，提高工作效率以及施工安全性。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统，包括：

双轴运动机构，所述双轴运动机构包括水平旋转部和设置于所述水平旋转部上的垂直旋转部；

相机，所述相机设置于所述垂直旋转部，所述相机包括镜头，所述镜头的外周阵列环绕布置有至少四个激光探头，所述镜头上设置有激光测距传感器，四个所述激光探头的激光发射方向和所述激光测距传感器的激光发射方向分别与所述镜头的光轴方向平行且均位于同一侧；

数据处理装置，所述数据处理装置分别与所述双轴运动机构、所述相机和所述激光测距传感器电连接；

光源，所述光源可拆卸地设置于所述镜头，且所述光源的发光方向与所述镜头的光轴方向平行且位于同一侧。

进一步地，至少四个所述激光探头通过安装框阵列环绕布置于所述镜头的外周；

所述安装框套设于所述镜头的外部；

至少四个所述激光探头分别设置于所述安装框内部的四角处。

进一步地，所述镜头的外部还套设有第一盖体和第二盖体，所述第一盖体扣合于所述安装框的一端，所述第二盖体扣合于所述安装框的另一端；

所述第一盖体的四角处分别设置有通孔，每个所述激光探头的发光端通过每个所述通孔显露。

进一步地，所述垂直旋转部包括与所述水平旋转部转动连接的安装板；

所述相机可沿其镜头长度方向进行滑动地安装于所述安装板，且其滑动后的位置相对所述安装板固定。

进一步地，所述安装板上设置有长条形滑槽或滑孔，所述滑槽或滑孔沿所述镜头的长度方向布置；

所述镜头的底部设置有连接板，所述连接板的端部设置有与所述滑槽或滑孔相适配的滑动端，且所述连接板和所述安装板上均设置有安装孔，所述镜头能通过所述滑动端在所述滑槽或滑孔内滑动，并通过螺栓和所述安装孔固定。

进一步地，该获取透视畸变逆变换矩阵的系统还包括底座；

所述水平旋转部可拆卸地设置于所述底座上；

所述水平旋转部上设置有连接件，所述连接件用于与所述底座可拆卸连接，且当所述水平旋转部通过所述连接件与所述底座可拆卸连接时，所述镜头远离所述底座且所述镜头的朝向与所述底座垂直。

进一步地，所述底座上设置有插接孔，所述底座的侧壁上设置有与所述插接孔连通的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有定位销；

所述水平旋转部上设置有第一插接柱，所述第一插接柱的端部侧壁上设置有第二螺纹孔；

所述第一插接柱用于插设在所述插接孔内，所述定位销用于穿过所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔螺纹连接。

进一步地，所述连接件为一端与所述水平连接部连接的第二插接柱，所述第二插接柱的端部侧壁设置有第三螺纹孔；

所述第二插接柱用于插设在所述插接孔内，所述定位销用于穿过所述第一螺纹孔与所述第三螺纹孔螺纹连接。

进一步地，所述插接孔的相对内壁上对称设置有两个第一台阶；

所述第一插接柱端部相对两侧壁上设置有与所述第一台阶相适配的两个第二台阶；

所述第二插接柱端部相对两侧壁上设置有与所述第一台阶相适配的两个第三台阶；

所述第一插接柱插设于所述插接孔内时，两个所述第二台阶依次分别与两个所述第一台阶卡合连接，所述第二插接柱插设于所述插接孔内时，两个所述第三台阶依次分别与两个所述第一台阶卡合连接。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，通过设置双轴运动机构、相机和数据处理装置，且双轴运动机构可以带动相机进行旋转拍摄，使得相机可以拍取到包括带有四个激光探头投射点的透视畸变图像信息，实现了在检测桥梁表观病害时，可以将相机定点设置在桥梁下方进行旋转拍摄，并利用四个激光探头发射的激光完成标定点的设置工作，而数据处理装置可以获取到相机拍取到的透视畸变图像信息中的激光点相对坐标和激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，并根据激光探头的激光点相对坐标和激光投射点相对坐标计算得到透视畸变逆变换矩阵，从而实现利用该矩阵进行后续的畸变图像矫正和病害的测量工作，与现有技术相比，利用本实用新型实施例提供的检测设备对桥梁表观病害进行检测过程中，无需再由操作人员利用登高工具在桥梁的被检测面上贴设靶标以求得透视畸变逆变换矩阵，使得桥梁表观病害检测过程中透视畸变逆变换矩阵的获取过程更简单方便，提高了工作效率，而且提高了施工安全性。而且，在镜头上可拆卸地设置有光源，且其发光方向与镜头的光轴方向平行且位于同一侧，用于为被检测面照明，以便于在较暗的环境下进行透视畸变逆变换矩阵的获取，使用更方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统在第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统在第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种获取透视畸变逆变换矩阵的方法流程图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种获取透视畸变逆变换矩阵的方法流程图；

图5为图3或图4中的一种空间直角坐标系模型；

图6为图5中的一种平面直角坐标系模型；

图7为图5中的一个三角形模型；

图8为图3或图4中的另一种空间直角坐标系模型；

图9为图8中的一个三角形模型；

图10为本实用新型实施例提供的一种获取透视畸变逆变换矩阵的装置的结构框图；

图11为本实用新型实施例提供的另一种获取透视畸变逆变换矩阵的装置的结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统，包括双轴运动机构1，该双轴运动机构1包括水平旋转部11和设置于水平旋转部11上的垂直旋转部12；相机2，该相机2设置于垂直旋转部12，相机 2包括镜头12，该镜头12的外周阵列环绕布置有至少四个激光探头3，镜头 21上设置有激光测距传感器4，四个激光探头3的激光发射方向和激光测距传感器5的激光发射方向分别与镜头21的光轴方向平行且均位于同一侧，相机2 用于拍取带有至少四个激光探头3投射点的图像信息；数据处理装置(图中未示出)，该数据处理装置分别与双轴运动机构1、相机和激光测距传感器电连接，用于获取相机2拍取的图像信息、激光测距传感器4测得的距离信息和双轴运动机构的运动信息并进行相应处理；光源(图中未示出)，该光源可拆卸地设置于镜头21，且光源的发光方向与镜头21的光轴方向平行且位于同一侧，用于为被检测面照明，以便于在较暗的环境下进行透视畸变逆变换矩阵的获取，而且，该光源可拆卸地设置在镜头21上，实现了在较明亮的环境中可以将光源拆下，便于使用。其中，光源上可以设置有夹体，该夹体可以包括通过弹性件转动连接且相对的两个弧形夹持臂，该两个弧形夹持臂的形状可以与镜头的外轮廓形状相适配，同时，在镜头的外壁径向上可以设置有与弧形夹持臂形状相适配的卡槽，从而使得光源可以通过夹体的两个弧形夹持臂夹持并卡合在镜头外壁的卡槽内，实现了光源与镜头稳固连接，当不需要该光源时，可以将夹体从镜头上取下，即可拆除光源，结构简单，使用方便。具体地，光源可以为一照明灯。

该系统中，相机2用于随着双轴运动机构1进行水平旋转或垂直旋转，其中，双轴运动机构1可以包括垂直旋转部12和水平旋转部11，而相机2可以设置在垂直旋转部12上，使得相机2可以随着垂直旋转部12的旋转实现在垂直方向上进行正负30°角度的旋转，还可以随着水平旋转部11的旋转实现在水平方向上进行正负30°角度的旋转，实现旋转拍摄。至少四个激光探头3阵列环绕排布在镜头21的四周，以便于至少四个激光探头3发射的激光可以位于镜头21的视角内，重要的是，可以使得激光探头3发出的激光点尽量处于相机2拍摄图像的中央位置，以减小激光点的畸变，而数据处理装置可以通过有线或无线连接的方式与相机2或激光测距传感器4进行连接，具体地，该数据处理装置可以为电脑，用于获取透视畸变图像信息中的激光点相对坐标和激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，从而根据该激光点相对坐标和激光投射点相对坐标，计算得到透视畸变逆变换矩阵，进而利用该透视畸变逆变换矩阵进行畸变图像的矫正和病害的测量工作，使得透视畸变逆变换矩阵的获取过程更加简单方便，进而使得桥梁表观病害的检测更简单方便，有效提高了工作效率。其中，双轴运动机构1可以为双轴运动云台，而水平旋转部11和垂直旋转部12可以通过机械齿轮或电机驱动的方式实现，由于双轴运动云台为现有技术中的常用技术，因此，此处不对其结构进行详细描述。而且，该双轴运动云台可以与数据处理装置电连接，以便数据处理装置可以控制其运动并获取到云台的转动角度信息。

本实用新型实施例提供的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，通过设置双轴运动机构、相机和数据处理装置，且双轴运动机构可以带动相机进行旋转拍摄，使得相机可以拍取到包括带有四个激光探头投射点的透视畸变图像信息，实现了在检测桥梁表观病害时，可以将相机定点设置在桥梁下方进行旋转拍摄，并利用四个激光探头发射的激光完成标定点的设置工作，而数据处理装置可以获取到相机拍取到的透视畸变图像信息中的激光点相对坐标和激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，并根据激光探头的激光点相对坐标和激光投射点相对坐标计算得到透视畸变逆变换矩阵，从而实现利用该矩阵进行后续的畸变图像矫正和病害的测量工作，与现有技术相比，利用本实用新型实施例提供的检测设备对桥梁表观病害进行检测过程中，无需再由操作人员利用登高工具在桥梁的被检测面上贴设靶标以求得透视畸变逆变换矩阵，使得桥梁表观病害检测过程中透视畸变逆变换矩阵的获取过程更简单方便，提高了工作效率，而且提高了施工安全性。而且，在镜头上可拆卸地设置有光源，且其发光方向与镜头的光轴方向平行且位于同一侧，用于为被检测面照明，以便于在较暗的环境下进行透视畸变逆变换矩阵的获取，使用更方便。

为了便于求得透视畸变逆变换矩阵，以将发生畸变的图像矫正为正视图，参见图1，在一可选的实施例中，可以将至少四个激光探头3通过安装框5阵列环绕布置于镜头21的外周，且该安装框5可以为正方形；安装框5套设于镜头21的外部；四个激光探头3分别设置于安装框5内部的四角处。通过将四个激光探头3利用安装框5阵列排布在镜头21的四周，使得四个激光探头3 发射的激光可以位于镜头21的视角内，重要的是，可以使得激光探头3发出的激光点尽量处于相机2拍摄图像的中央位置，以减小激光点的畸变；以便得到尽量不发生畸变的图像中激光点的相对坐标，从而使得数据处理装置可以根据图像中激光点的相对坐标和激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，得到透视畸变逆变换矩阵，进而准确得到矫正后的正视图，便于通过矫正后的图像信息获取到病害的准确尺寸。

进一步地，参见图1，在一可选的实施例中，在镜头21的外部还可以套设有第一盖体51和第二盖体，该第一盖体51扣合于安装框5的一端，第二盖体扣合于安装框5的另一端；第一盖体51的四角处分别设置有通孔511，每个激光探头3的发光端通过每个通孔511显露。通过第一盖体51和第二盖体的设置，使得四个激光探头3可以封闭在安装框5和盖体围成的空间内，使得安装框5和盖体可以对激光探头3起到一定的保护和防尘作用，以保证激光探头3 的正常工作以及延长其使用寿命。

由于相机2镜头21的焦距各不相同，且焦距较长的镜头21长度较长，焦距较短的镜头21长度较短，为了保证相机2在双轴运动机构1上的稳固安装，在一可选的实施例中，垂直旋转部12可以包括与水平旋转部11的U形板转动连接的安装板121；相机2可沿其镜头21长度方向进行滑动地安装于安装板 121，且其滑动后的位置相对安装板121固定。通过将相机2可滑动地安装在安装板121上，且其滑动方向为沿镜头21的长度方向，且滑动后的位置可相对安装板121进行固定，实现了在选用具有相应焦距的相机2后，在将该相机 2安装在双轴运动机构1的过程中，可以滑动该相机2，使其重心位置与双轴运动机构1的中心位置重合，再将相机2固定在安装板121上，保证了相机2 在双轴运动机构1上的稳固安装，从而保证了检测桥梁表观病害工作的顺利进行。

其中，相机2在垂直旋转部12上的滑动连接方式有多种，只要可以实现相机2相对垂直旋转部12沿其镜头21长度方向滑动，且滑动后的位置可相对固定即可，参见图1，在一可选的实施例中，可以在安装板121上设置长条形的滑槽122或滑孔，该滑槽122或滑孔沿镜头21的长度方向布置；镜头21的底部设置有连接板211，该连接板211的端部设置有与滑槽122或滑孔相适配的滑动端，且连接板211和安装板121上均设置有安装孔，镜头21能通过滑动端在滑槽122或滑孔内滑动，并通过螺栓和安装孔固定。也就是说，相机2 的镜头21可以通过与其连接的连接板211底部的滑动端在垂直旋转部12的连接板211上的滑槽122或滑孔内滑动，从而实现镜头21重心位置的调整，然后通过螺栓将镜头21紧固，实现相机2的固定，结构简单，易于实现。

如前所述，双轴运动机构1可以带动相机2的镜头21在水平方向上进行正负30°角度的旋转，在垂直方向上进行正负30°的旋转，这样做的目的是便于相机2可以拍取清晰的图像信息，以及便于线缆的维护，然而，当需要垂直检测桥梁底面板的病害时，即需要镜头21垂直拍摄桥梁底面板时，该双轴运动机构1将无法带动相机2镜头21转动至与桥梁底面板垂直进行拍摄，为了解决这一问题，参见图1，在一可选的实施例中，该检测系统还可以包括底座6，且在该底座6的底面上并位于整个设备的重心位置处可以设置有支脚61；水平旋转部11可拆卸地设置于底座6上；水平旋转部11上设置有连接件111，该连接件111用于与底座6可拆卸连接，且当水平旋转部11通过连接件111 与底座6可拆卸连接时，镜头21远离底座6且镜头21的朝向与底座6垂直。当需要对桥梁底面板进行检测时，可以将双轴运动机构1和相机2整体地从底座6上拆卸下来，然后将双轴运动机构1的连接件111与底座6进行连接，以使得镜头21垂直朝上，即可实现对桥梁底面板进行拍取图像信息，实现对桥梁底面板表面病害进行检测，当桥梁底面板拍摄完毕后，再将双轴运动机构1 和相机2通过连接件111整体地从底座6上拆卸下来，并将双轴运动机构1和相机2整体地与底座6进行复位连接，即可实现其它方向图像信息的拍取，使用更方便。

其中，双轴运动机构1的水平旋转机构与底座6之间的可拆卸连接方式有多种，只要可以实现二者之间的可拆卸连接即可，为了使得结构更加简单，参见图1和图2，在一可选的实施例中，可以在底座6上设置有插接孔62，底座 6的侧壁上设置有与插接孔62连通的第一螺纹孔，第一螺纹孔内螺纹连接有定位销63，具体地，该定位销63可以包括与第一螺纹孔进行螺纹连接的螺杆和与螺杆端部连接的旋钮，且在旋钮外表面可以设置防滑纹，以便于通过旋钮手动旋拧定位销63；水平旋转部11上可以设置有第一插接柱112，该第一插接柱112的端部侧壁上设置有第二螺纹孔；第一插接柱112用于插设在插接孔62 内，定位销63用于穿过第一螺纹孔与第二螺纹孔螺纹连接，即定位销63的螺杆穿过第一螺纹孔与第二螺纹孔螺纹连接，以使得双轴运动机构1通过第一插接柱112固定在底座6上，结构简单，操作方便。

其中，所述的连接件111和底座6之间的可拆卸连接方式均有多种，只要可以实现二者之间的可拆卸连接即可，为了使得结构更加简单，参见图1和图 2，在一可选的实施例中，连接件111可以为一端与水平连接部连接的第二插接柱，该第二插接柱的端部侧壁可以设置有第三螺纹孔；第二插接柱用于插设在插接孔62内，定位销63用于穿过第一螺纹孔与第二螺纹孔螺纹连接，即定位销63的螺杆穿过第一螺纹孔与第三螺纹孔螺纹连接，以使得双轴运动机构1 通过第二插接柱固定在底座6上，并使得镜头21朝向正上方，结构简单，操作方便。

进一步地，参见图2，在一可选的实施例中，在底座6的插接孔62的相对内壁上可以对称设置有两个第一台阶；第一插接柱112端部相对两侧壁上设置有与第一台阶相适配的两个第二台阶；第二插接柱端部相对两侧壁上可以设置有与第一台阶相适配的两个第三台阶1111；从而实现了当第一插接柱112插设于插接孔62内时，两个第二台阶可以依次分别与两个第一台阶卡合连接，第二插接柱插设于插接孔62内时，两个第三台阶1111可以依次分别与两个第一台阶卡合连接，从而实现了第一插接柱112和第二插接柱依次分别与插接孔62 之间的准确定位与稳固连接，进而保证了双轴运动机构1和相机2整体地与底座6之间的稳固连接。

本实用新型实施例还提供了一种获取透视畸变逆变换矩阵的方法，采用前述的系统来实现，如图3所示，并结合图1和图2，该方法包括：

101、相机拍取带有激光探头3发出的激光点的透视畸变图像信息。

其中，至少四个激光探头3阵列环绕排布在镜头21的外周，在相机2拍摄被检测面的图像时，激光探头向被检测面投射激光，且至少四个激光探头3 发射的激光可以位于镜头21的视角内，同时，激光探头3发出的激光点能够尽量处于相机2拍摄图像的中央位置，以减小激光点的畸变，使得相机2可以进行旋转拍摄并可拍取到带有激光探头3发出的激光点的透视畸变图像信息。

102、数据处理装置获取相机2拍取的透视畸变图像信息。

其中，检测系统中的相机2可以存储其拍取到的图像信息，而数据处理装置可以在相机2存储的图像信息获取到发生透视畸变的图像信息，以备对该透视畸变图像信息进行矫正。

103、所述数据处理装置获取所述透视畸变图像信息中的所述激光点相对坐标和所述激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标。

其中，激光点相对坐标可以由数据处理装置在透视畸变图像信息中根据像素点坐标直接进行提取，因此，该激光点相对坐标可以作为已知量；而激光投射点相对坐标，即激光探头3发出的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标可以由数据处理装置进行计算得到。

104、所述数据处理装置根据所述激光点相对坐标和激光投射点相对坐标，计算透视畸变逆变换矩阵。

其中，可以通过激光点相对坐标和激光投射点相对坐标计算出透视畸变逆变换矩阵方程的系数，该系数即为透视畸变逆变换矩阵。

本实用新型实施例提供的获取透视畸变逆变换矩阵的方法，利用系统中的相机拍取带有激光探头的激光发射点的透视畸变图像信息；数据处理装置获取相机拍摄的透视畸变图像信息，并获取透视畸变图像信息中的激光点相对坐标和激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，即可通过该激光点相对坐标和激光投射点相对坐标，计算出透视畸变逆变换矩阵，从而实现利用该矩阵进行后续的畸变图像矫正和病害的测量工作，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的获取方法中，无需再由操作人员利用登高工具在桥梁的被检测面上贴设靶标以求得透视畸变逆变换矩阵，使得桥梁表观病害检测过程中透视畸变逆变换矩阵的获取过程更简单方便，提高了工作效率，而且提高了施工安全性。

进一步的，为了更好的说明上述桥梁表观病害的检测方法，作为对上述实施例的细化和扩展，本实用新型实施例提供了另一种桥梁表观病害的检测方法，如图4所示，并结合图1和图2，但不限于此，具体如下所示：

201、相机拍取带有激光探头发出的激光点的透视畸变图像信息。

其中，至少四个激光探头3阵列环绕排布在镜头21的外周，在相机2拍摄被检测面的图像时，激光探头向被检测面投射激光，且至少四个激光探头3 发射的激光可以位于镜头21的视角内，使得相机2可以进行旋转拍摄并可拍取到带有激光探头3发射点的透视畸变图像信息。

202、数据处理装置获取所述透视畸变图像信息。

其中，检测系统中的相机2可以存储其拍取到的图像信息，而数据处理装置可以在相机2存储的图像信息获取到发生透视畸变的图像信息，以备对该透视畸变图像信息进行矫正。

203、所述数据处理装置获取所述透视畸变图像信息中的所述激光点相对坐标。

其中，激光点相对坐标可以由数据处理装置在透视畸变图像信息中根据像素点坐标直接进行提取，因此，该激光点相对坐标可以作为已知量。

204、所述数据处理装置建立被检测面所在的空间直角坐标系，且所述被检测面分别与所述空间直角坐标系的X轴正方向、Y轴正方向和Z轴正方向相交于一点。

其中，参见图5，并结合图1，o为该空间直角坐标系的原点，Z轴正方向可以为检测设备中镜头21的光轴方向，Y轴的正方向可以为相机2的正上方向， X轴的正方向可以为相机2的右手侧方向，平面abc可以为被检测面，其与X 轴正方向、Y轴正方向和Z轴正方向相交于一点，且四个激光探头3的发生点可以位于该空间直角坐标系的XOY平面上，即前述的o,p,q,r四个坐标点，四个激光探头3投射到被检测面上的投射点可以分别为c,e,d,f四个坐标点，也就是透视畸变图像信息中四个激光探头3的投射点相对坐标。

205、所述数据处理装置获取所述被检测面与所述Y轴的第一夹角参数和所述被检测面、所述X轴的第二夹角参数以及所述激光探头3的相对位置坐标。

其中，参见图5，并结合图1，被检测面abc与Y轴的夹角为β，β即为第一夹角参数，被检测面abc与X轴的夹角为α，α即为第二夹角参数。由于检测设备中的至少四个激光探头3在镜头21上的相对位置是可控的，因此，激光探头3的相对位置坐标可以作为已知量，例如，以激光探头3的数量为四个为例，该四个激光探头3可以呈矩形排布在镜头21的外周，且该矩形的尺寸可以是长度为13cm，宽度为9cm，因此，即可得知该四个激光探头3的发射点在平面直角坐标系上的坐标分别为o(0,0),p(p,0),q(0,q),r(p,q)其中，o,p,q,r可以分别为四个激光探头3的位置点，o为所述平面直角坐标系的原点。而且，四个激光探头3的相对位置坐标可以直接输入至数据处理装置。

对于实用新型实施例中，由于检测设备中的相机2通过双轴运动机构1进行水平方向和垂直方向的旋转拍摄，而且，前述的空间直角坐标系的Z轴方向为相机2镜头21的光轴方向，因此，双轴运动机构1的垂直旋转部11的垂直转动方向与相机2自身的垂直转动(俯仰转动)方向在任何条件下均一致，故而步骤204中所述数据处理装置获取被检测面与所述Y轴的第一夹角参数具体可以包括如下步骤：

A1、生成从所述空间直角坐标系的原点分别延伸至所述被检测平面，且分别位于所述Y轴正方向和负方向的第一辅助线和第二辅助线，以及从所述第一辅助线与所述被检测平面的交点延伸至所述第二辅助线的第三辅助线。

其中，第一辅助线和第二辅助线分别位于Y轴的正方向和负方向，且均在平面YOZ内，第一辅助线和第二辅助线与Z轴分别形成的夹角相等，第三辅助线与Y轴平行，参见图5，os即为第一辅助线，ot即为第二辅助线，sg即为第三辅助线。

A2、获取所述第一辅助线和第二辅助线之间的第三夹角参数，并利用激光测距传感器4获取所述第一辅助线的第一长度参数和所述第二辅助线的第二长度参数。

其中，参见图5，可以通过检测系统中的双轴运动机构1带动激光测距传感器4以Z轴为中心沿Y轴的正方向和负方向转动一个小角度θ，该角度θ即为第三夹角参数，而数据处理装置可以获取到该角度θ的值，同时，在激光测距传感器4以Z轴为中心沿Y正方向转动时即可通过向被检测面abc发射激光测得第一辅助线os的第一长度参数，同样地，在激光测距传感器4以Z轴为中心沿Y负方向转动时即可通过向被检测面abc发生激光测得第二辅助线ot的第二长度参数，并可将第一长度参数和第二长度参数发送至数据处理装置。在本实用新型实施例中，角度θ为可控量，具体可以由实际工程需求来设定，根据实际桥检条件和激光测距传感器4的测量精度，该角度θ在测量距离大于5m 时可设定为1°，在测量距离小于5m时可设定为2°。而且，字母os即可表示第一辅助线的第一长度参数，字母ot即可表示第二辅助线的第二长度参数。

A3、根据所述第一长度参数、所述第二长度参数和所述第三夹角参数，利用第一预设公式计算所述第一辅助线和所述第二辅助线与所述被检测平面的交点连线与所述第三辅助线之间的第四夹角参数，所述第四夹角参数为所述第一夹角参数。

参见图5和图7，由于第一辅助线os和第二辅助线ot与Z轴分别形成的夹角相等，且第三辅助线sg与Y轴平行，因此，Δosg为等腰三角形，且第四夹角参数γ与第一夹角参数β相等，因此，可得到如下公式：

tg＝ot-os 公式2

st²＝os²+ot²-2·os·ot·cosθ 公式3

tg²＝st²+sg²-2·st·sg·cosγ 公式4

由公式1～公式4可得第一预设公式为：

其中，γ为第四夹角参数，os为第一长度参数，ot为第二长度参数，θ为第三夹角参数。

综上所述，在数据处理装置计算第一夹角参数β时，可以将第一长度参数 os、第二长度参数ot和第三夹角参数θ分别带入第一预设公式中，即可计算得到第四夹角参数γ，进而得到第一夹角参数β。

对于实用新型实施例中，参见图1和图5，由于检测设备中的相机2通过双轴运动机构1进行水平方向和垂直方向的旋转拍摄，而且，前述的空间直角坐标系的Z轴方向为相机2镜头21的光轴方向，因此，当双轴运动机构1的垂直旋转部11带动相机2镜头21垂直转动一定角度时，即相机2镜头21存在一定的俯仰角度时，双轴运动机构1的水平旋转部12的转动方向与相机2 的转动方向在多数情况下不一致，即与Z轴延X轴方向绕Y轴旋转的转动方向载多数情况下不一致，因此，被检测面与X轴的第二夹角参数的求取步骤与前述的第一夹角参数的求取步骤有所不同，具体地，步骤204中所述数据处理装置获取被检测面与所述X轴的第二夹角参数具体可以包括如下步骤：

B1、生成与所述Z轴具有第五夹角参数且位于坐标面YOZ上的辅助Z轴，从所述被检测面与所述X轴的交点延伸至所述辅助Z轴的第四辅助线，从所述空间直角坐标系的原点分别延伸至所述第四辅助线且分别位于所述X轴正方向和负方向的第五辅助线和第六辅助线，以及从所述第五辅助线与所述第四辅助线的交点延伸至所述第六辅助线的第七辅助线。

其中，第五辅助线和第六辅助线与辅助Z轴分别形成的夹角相等，第七辅助线与X轴平行。参见图8，z'轴即为辅助Z轴，oh”即为第五辅助线，ow即为第六辅助线，h'h”即为第七辅助线。而且，z'轴与Z轴的夹角ε为第五夹角参数，而夹角ε即代表相机2随着双轴运动机构1的垂直旋转部11垂直转动了ε角度，即当前相机2的俯仰角为ε。

B2、获取所述第五辅助线和所述第六辅助线之间的第六夹角参数，并利用激光测距传感器4获取所述第五辅助线的第五长度参数和所述第六辅助线的第六长度参数。

对于本实用新型实施例中，步骤B2中获取所述第五辅助线和所述第六辅助线之间的第六夹角参数具体可以包括如下步骤：

b1、生成从所述Y轴的正方向依次分别延伸至所述第七辅助线两端点的第八辅助线和第九辅助线。

其中，第八辅助线和第九辅助线所在的平面与做表面YOZ轴垂直。参见图几，o'h”即为第八辅助线，o'h'即为即为第九辅助线。此外，还可以生成第十辅助线线o'h，且与第六辅助线h'h”和辅助Z轴z'相交于点h，第十辅助线o'h即为第八辅助线和第九辅助线所在的平面与做表面YOZ的交线，且其与Z轴平行。

b2、获取所述第五夹角参数以及所述第八辅助线和所述第九辅助线之间的第八夹角参数。

其中，参见图8，如前所述，ε为当前相机2的俯仰角，即为第五夹角参数，而该第五夹角参数可以由数据处理装置根据双轴运动云台中垂直旋转部11 的转动角度而自动获取到，即第五夹角参数为一直的可控量。而第八夹角参数为角θ”，可以通过检测系统中的双轴运动机构1带动激光测距传感器4以Y轴为中心沿X轴的正方向和负方向转动，并使其发射的激光分别与第八辅助线和第九辅助线重合，由此激光测距传感器4所转动的角度即为第八夹角参数θ”，而数据处理装置可以获取到该第八夹角参数θ”的值。

b3、根据所述第五夹角参数和所述第八夹角参数，利用第三预设公式计算所述第六夹角参数。

参见图8，由于第五辅助线oh”和第六辅助线ow与辅助Z轴z'分别形成的夹角相等，且第七辅助线h'h”与X轴平行，因此，可得到如下公式：

oh”＝oh' 公式5

因此：

公式9

同时：

公式10

因此：

由公式11可得第三预设公式为：

其中，θ'为第六夹角参数，ε为第五夹角参数，θ”为第八夹角参数。

综上所述，在数据处理装置计算第六夹角参数时，可以将第五夹角参数和第八夹角参数分别带入第三预设公式中，即可计算得到第六夹角参数。

B3、根据所述第五长度参数、所述第六长度参数和所述第六夹角参数，利用第二预设公式计算所述第五辅助线和所述第六辅助线与所述第四辅助线的交点连线与所述第七辅助线之间的第七夹角参数，所述第七夹角参数等于所述第二夹角参数。

参见图8，并结合图9，由于第五辅助线oh”和第六辅助线ow与辅助Z轴分别形成的夹角相等，且第七辅助线h'h”与X轴平行，因此，Δoh”w为等腰三角形，且角ω，即第七夹角参数与第二夹角参数相等，因此，可得到如下公式：

wh'＝ow-oh” 公式13

h”w²＝oh”²+ow²-2·oh”·ow·cosθ' 公式14

wh'²＝wh”²+h”h'²-2·h”w·h”h'·cosω 公式15

由公式12～公式15可得第二预设公式为：

其中，ω为第七夹角参数，oh”为第五辅助线，ow为第六辅助线，θ'为第六夹角参数。

而且，如前所述其中，θ'为第六夹角参数，ε为第五夹角参数，θ”为第八夹角参数，因此，将带入第二预设公式，即可得到第七夹角参数ω。

综上所述，在数据处理装置计算第二夹角参数α时，可以将第五长度参数 oh”、第六长度参数ow和第六夹角参数θ'分别带入第二预设公式中，即可计算得到第七夹角参数ω，进而得到第二夹角参数α。

206、所述数据处理装置根据所述第一夹角参数、所述第二夹角参数和所述激光探头3的相对位置坐标，计算所述激光投射点相对坐标。

对于本实用新型实施例，步骤206具体可以包括如下步骤：

C1、利用所述激光测距传感器4获取所述空间直角坐标系的原点与所述被检测面与所述Z轴交点之间的距离参数。

C2、根据所述第一夹角参数、所述第二夹角参数和所述距离参数，利用三角函数关系和空间平面方程计算所述被检测面的方程。

参见图5，数据处理装置可以获取到激光测距传感器4测得的空间直角坐标系的原点o与被检测面abc与Z轴交点之间的距离参数c；然后将该距离参数 c，以及通过前述的计算公式计算得到的第一夹角参数β和第二夹角参数α带入如下空间平面方程：

其中，a,b,c分别为原点o到被检测平面abc的距离参数，而c可以有激光测距传感器4测得，而且，通过正切函数可以知将其带入公式16即可得到被检测面abc的方程如下：

xtanα+ytanβ+z＝c 公式17

C3、根据所述激光探头的相对位置坐标，利用所述被检测面的方程计算与所述激光投射点相对坐标相对应的位于所述被检测面上的空间坐标。

其中，参见图5，激光探头3的发射点坐标即为o,p,q,r四点在坐标平面XOY 的坐标，该四点的坐标如下：

其中，p为p点到原点o的距离参数，q为q点到原点点o的距离参数，因此，将公式18带入公式17中可得出被检测面abc上分别与o,p,q,r四点坐标相对地c,e,d,f的空间坐标如下：

其中，α为前述的第二夹角参数，β为前述的第一夹角参数。

C4、建立所述空间坐标的坐标点所在的平面直角坐标系，并以所述Z轴上的坐标点为原点，所述Z轴上的坐标点和与其相邻的坐标点构成的向量方向为 X轴的正方向。

C5、根据所述平面直角坐标系和所述空间坐标，利用向量运算关系和三角函数关系计算与所述激光探头的相对位置坐标相对应的位于所述被检测面上的平面坐标，所述平面坐标为所述激光投射点相对坐标。

为了获得被检测面abc上c,d,e,f四点的平面坐标，以便透视畸变逆变换矩阵的求取，参见图6，可将c点作为平面abc上的参考点，向量为平面abc的X 轴正方向，从而得到c,d,e,f四点构成的平面直角坐标系，可参见图几，从而可以得到以下公式：

由公式20可得：

并且：

因此：

参考图几中c,d,e,f四点的相对位置，以及由公式26～公式29可得c,d,e,f四点在被检测面abc上的平面坐标：

其中，如前所述，p为空间直角坐标系中坐标面XOY中点p到原点o的距离参数，q为空间直角坐标系中坐标面XOY中点q到原点o的距离参数，且该两个距离参数为已知量；而α为第二夹角参数，β为第一夹角参数，且该两个夹角参数可通过前述相应的计算公式计算得到，因此，通过公式30即可得到被检测面abc上c,d,e,f四点的平面坐标，进而得到了四个激光探头3在被检测面上的投射点相对坐标。

207、根据所述激光点相对坐标和所述激光投射点相对坐标，利用第四预设公式计算所述透视畸变逆变换矩阵。

其中，所述第四预设公式可以为其中，为透视畸变逆变换矩阵，为激光投射点相对坐标的坐标矩阵，为相机拍取到透视畸变图像信息中激光点相对坐标的坐标矩阵，n为大于零的正整数。也就是说，数据处理装置可以将获取到的激光探头3的激光投射点相对坐标和激光点相对坐标带入该第四预设公式，即可计算得到透视畸变逆变换矩阵。而且，若激光探头3的数量为四个，那么，n＝4。

进一步地，作为图3的具体实现，本实用新型实施例提供了一种获取透视畸变逆变换矩阵的装置，如图10所示，所述装置包括：第一获取单元31、第二获取单元32和计算单元33。

所述第一获取单元31，可以用于获取相机2拍取的透视畸变图像信息，所述第一获取单元31是本装置中获取相机2拍取的透视畸变图像信息的主要功能模块。

所述第二获取单元32，可以用于获取所述透视畸变图像信息中的所述激光点相对坐标和所述激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，所述第二获取单元32是本装置中获取所述透视畸变图像信息中的所述激光点相对坐标和所述激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，也是核心模块。

对于本实用新型实施例，第二获取单元32包括：建模模块321、获取子模块322和第一计算子模块323，如图11所示。

所述建模模块321，可以用于建立被检测面所在的空间直角坐标系，且所述被检测面分别与所述空间直角坐标系的X轴正方向、Y轴正方向和Z轴正方向相交于一点，其中，Z轴正方向为所述镜头21的光轴方向。

所述获取子模块322，可以用于获取所述被检测面与所述Y轴的第一夹角参数和所述被检测面、所述X轴的第二夹角参数以及所述激光探头的相对位置坐标。

进一步地，所述获取子模块312具体还可以用于生成从所述空间直角坐标系的原点分别延伸至所述被检测平面，且分别位于所述Y轴正方向和负方向的第一辅助线和第二辅助线，以及从所述第一辅助线与所述被检测平面的交点延伸至所述第二辅助线的第三辅助线，其中，所述第一辅助线和所述第二辅助线与所述Z轴分别形成的夹角相等，所述第三辅助线与所述Y轴平行；获取所述第一辅助线和第二辅助线之间的第三夹角参数，并利用激光测距传感器4获取所述第一辅助线的第一长度参数和所述第二辅助线的第二长度参数；根据所述第一长度参数、所述第二长度参数和所述第三夹角参数，利用第一预设公式计算所述第一辅助线和所述第二辅助线与所述被检测平面的交点连线与所述第三辅助线之间的第四夹角参数，所述第四夹角参数为所述第一夹角参数；所述第一预设公式为：其中，γ为第四夹角参数， os为第一长度参数，ot为第二长度参数，θ为第三夹角参数。

此外，所述获取子模块312具体还可以用于生成与所述Z轴具有第五夹角参数且位于坐标面YOZ上的辅助Z轴，从所述被检测面与所述X轴的交点延伸至所述辅助Z轴的第四辅助线，从所述空间直角坐标系的原点分别延伸至所述第四辅助线且分别位于所述X轴正方向和负方向的第五辅助线和第六辅助线，以及从所述第五辅助线与所述第四辅助线的交点延伸至所述第六辅助线的第七辅助线，其中，所述第五辅助线和所述第六辅助线与所述辅助Z轴分别形成的夹角相等，所述第七辅助线与所述X轴平行；获取所述第五辅助线和所述第六辅助线之间的第六夹角参数，并利用激光测距传感器4获取所述第五辅助线的第五长度参数和所述第六辅助线的第六长度参数；根据所述第五长度参数、所述第六长度参数和所述第六夹角参数，利用第二预设公式计算所述第五辅助线和所述第六辅助线与所述第四辅助线的交点连线与所述第七辅助线之间的第七夹角参数，所述第七夹角参数等于所述第二夹角参数；所述第二预设公式为：其中，ω为第七夹角参数，oh”为第五辅助线，ow为第六辅助线，θ'为第六夹角参数。而且，该获取子模块312具体还可以用于生成从所述Y轴的正方向依次分别延伸至所述第七辅助线两端点的第八辅助线和第九辅助线，其中，所述第八辅助线和第九辅助线所在的平面与坐标面YOZ垂直；获取所述第五夹角参数以及所述第八辅助线和所述第九辅助线之间的第八夹角参数；根据所述第五夹角参数和所述第八夹角参数，利用第三预设公式计算所述第六夹角参数；所述第三预设公式为：其中，θ'为第六夹角参数，ε为第五夹角参数，θ”为第八夹角参数。

所述第一计算子模块323，可以用于根据所述第一夹角参数、所述第二夹角参数和所述激光点相对坐标，计算所述激光投射点相对坐标。

进一步地，所述第一计算子模块313具体还可以用于利用所述激光测距传感器4获取所述空间直角坐标系的原点与所述被检测面与所述Z轴交点之间的距离参数；根据所述第一夹角参数、所述第二夹角参数和所述距离参数，利用三角函数关系和空间平面方程计算所述被检测面的方程；根据所述激光探头3 的相对位置坐标，利用所述被检测面的方程计算与所述投射点相对坐标相对应的位于所述被检测面上的空间坐标；建立所述空间坐标的坐标点所在的平面直角坐标系，并以所述Z轴上的坐标点为原点，所述Z轴上的坐标点和与其相邻的坐标点构成的向量方向为X轴的正方向；根据所述平面直角坐标系和所述空间坐标，利用向量运算关系和三角函数关系计算与所述激光探头的相对位置坐标相对应的位于所述被检测面上的平面坐标，所述平面坐标为所述激光投射点相对坐标。

所述计算单元33，可以用于根据所述激光点相对坐标和激光投射点相对坐标，计算透视畸变逆变换矩阵，所述计算单元33是本装置中根据所述激光点相对坐标和投射点相对坐标，计算透视畸变逆变换矩阵的主要功能模块。

对于本实用新型实施例，计算单元33包括：第二计算子模块331，如图 11所示。

所述第二计算子模块331，可以用于根据所述激光点相对坐标和所述激光投射点相对坐标，利用第四预设公式计算所述透视畸变逆变换矩阵；其中，所述第四预设公式可以为其中，为透视畸变逆变换矩阵，为激光投射点相对坐标的坐标矩阵，为相机拍取到透视畸变图像信息中激光点相对坐标的坐标矩阵，n为大于零的正整数。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的一桥梁表观病害的检测装置所涉及各功能模块的其他相应描述，可以参考图1所示方法的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图1所示方法，相应的，本实用新型实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：获取相机2拍取的透视畸变图像信息；获取所述透视畸变图像信息中的所述激光点相对坐标和所述激光探头的激光投射到被检测面上的激光射点坐标；根据所述激光点相对坐标和激光投射点相对坐标，计算透视畸变逆变换矩阵。

基于上述如图1所示方法所示的实施例，本实用新型实施例还提供了一种桥梁表观病害的检测装置的实体结构，该装置包括：处理器、存储器、及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：获取相机2拍取的投射点的透视畸变图像信息；获取获取所述透视畸变图像信息中的所述激光点相对坐标和所述激光探头3的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标；根据所述激光探头3的激光点相对坐标和激光投射点相对坐标，计算透视畸变逆变换矩阵。

通过本实用新型的上述技术方案，利用系统中的相机拍取带有激光探头的激光发射点的透视畸变图像信息；数据处理装置获取相机拍摄的透视畸变图像信息，并获取透视畸变图像信息中的激光点相对坐标和激光探头的激光投射到被检测面上的激光投射点相对坐标，即可通过该激光点相对坐标和激光投射点相对坐标，计算出透视畸变逆变换矩阵，从而实现利用该矩阵进行后续的畸变图像矫正和病害的测量工作，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的获取方法中，无需再由操作人员利用登高工具在桥梁的被检测面上贴设靶标以求得透视畸变逆变换矩阵，使得桥梁表观病害检测过程中透视畸变逆变换矩阵的获取过程更简单方便，提高了工作效率，而且提高了施工安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，包括：

双轴运动机构，所述双轴运动机构包括水平旋转部和设置于所述水平旋转部上的垂直旋转部；

相机，所述相机设置于所述垂直旋转部，所述相机包括镜头，所述镜头的外周阵列环绕布置有至少四个激光探头，所述镜头上设置有激光测距传感器，四个所述激光探头的激光发射方向和所述激光测距传感器的激光发射方向分别与所述镜头的光轴方向平行且均位于同一侧；

数据处理装置，所述数据处理装置分别与所述双轴运动机构、所述相机和所述激光测距传感器电连接；

光源，所述光源可拆卸地设置于所述镜头，且所述光源的发光方向与所述镜头的光轴方向平行且位于同一侧。

2.根据权利要求1所述的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，

至少四个所述激光探头通过安装框阵列环绕布置于所述镜头的外周；

所述安装框套设于所述镜头的外部；

至少四个所述激光探头分别设置于所述安装框内部的四角处。

3.根据权利要求1所述的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，

所述垂直旋转部包括与所述水平旋转部转动连接的安装板；

所述相机可沿其镜头长度方向进行滑动地安装于所述安装板，且其滑动后的位置相对所述安装板固定。

4.根据权利要求3所述的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，

所述安装板上设置有长条形滑槽或滑孔，所述滑槽或滑孔沿所述镜头的长度方向布置；

所述镜头的底部设置有连接板，所述连接板的端部设置有与所述滑槽或滑孔相适配的滑动端，且所述连接板和所述安装板上均设置有安装孔，所述镜头能通过所述滑动端在所述滑槽或滑孔内滑动，并通过螺栓和所述安装孔固定。

5.根据权利要求1所述的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，

检测系统还包括底座；

所述水平旋转部可拆卸地设置于所述底座上；

所述水平旋转部上设置有连接件，所述连接件用于与所述底座可拆卸连接，且当所述水平旋转部通过所述连接件与所述底座可拆卸连接时，所述镜头远离所述底座且所述镜头的朝向与所述底座垂直。

6.根据权利要求5所述的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，

所述底座上设置有插接孔，所述底座的侧壁上设置有与所述插接孔连通的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有定位销；

所述水平旋转部上设置有第一插接柱，所述第一插接柱的端部侧壁上设置有第二螺纹孔；

所述第一插接柱用于插设在所述插接孔内，所述定位销用于穿过所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，

所述连接件为一端与所述水平旋转部连接的第二插接柱，所述第二插接柱的端部侧壁设置有第三螺纹孔；

所述第二插接柱用于插设在所述插接孔内，所述定位销用于穿过所述第一螺纹孔与所述第三螺纹孔螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的获取透视畸变逆变换矩阵的系统，其特征在于，

所述插接孔的相对内壁上对称设置有两个第一台阶；

所述第一插接柱端部相对两侧壁上设置有与所述第一台阶相适配的两个第二台阶；

所述第二插接柱端部相对两侧壁上设置有与所述第一台阶相适配的两个第三台阶；

所述第一插接柱插设于所述插接孔内时，两个所述第二台阶依次分别与两个所述第一台阶卡合连接，所述第二插接柱插设于所述插接孔内时，两个所述第三台阶依次分别与两个所述第一台阶卡合连接。