CN209399941U - 闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，旨在解决闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建问题。闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统主要由外部摄像机(1)、支撑台(2)、内部摄像机(3)、激光投线仪(4)、调整座(5)、球头连接杆(6)、三角架(7)与三维靶标(8)组成。两个调整座(5)放置支撑台(2)内部钢板上与支撑台(2)螺栓固定连接，内部摄像机(3)与一个球头连接杆(6)顶部螺纹固定连接，激光投线仪(4)与另一个球头连接杆(6)的顶部螺纹固定连接。提供了一种结构简单、性能可靠的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对汽车形貌特征点实现三维重建所采用的无运动约束系统，更具体的说，它是一种闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统。
背景技术
目前，对汽车形貌的测量在汽车检测等领域中发挥着至关重要的作用。测量精度、测量效率等都会对检测结果产生重大影响。接触式测量系统由于测量仪器需要与被测物体表面进行接触，容易划伤被测物体，并且测量速度很慢，一些复杂的区域难以测量；固定式检测系统无法检测位置低于车身表面的位置的形貌信息，因此如何采取非接触式测量，并主动自由选择最佳视角来恢复被测物体表面任意位置的三维信息就十分重要。为了实现对汽车形貌进行无运动约束的特征点重建，设计了一种闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统。
发明内容
本实用新型针对解决在获取汽车形貌过程中，固定式检测设备无法检测位置低于车身表面的位置的形貌信息，提出了一种性能可靠、结构简单、操作简便的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，实现对汽车形貌特征点的三维自由重建，为完善汽车检测技术奠定研究基础。该系统主要由两部工业摄像机、支撑台、调整座和激光投线仪构成，通过闭环一致性标定，捆集调整优化等步骤进行系统全局重建。
结合说明书附图，本实用新型采用如下技术方案予以实现:
闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统包括有外部摄像机、支撑台、内部摄像机、激光投线仪、调整座、球头连接杆、三角架与三维靶标；
三维靶标放置在水平地面上，三角架放置在水平地面上，外部摄像机底部通过三角架顶部的夹紧装置与三角架固定连接，两个调整座放置支撑台内部钢板上与支撑台螺栓固定连接，两个球头连接杆底部的球分别与两个调整座顶部内球面过渡配合，内部摄像机与一个球头连接杆顶部螺纹固定连接，激光投线仪与另一个球头连接杆的顶部螺纹固定连接。
技术方案中所述的激光投线仪为可发射激光平面的圆柱形零件，外表面加工有一个螺纹孔。
技术方案中所述的外部摄像机为带有滤光片的工业相机，滤光片的带通与激光投线仪的波长一致。
技术方案中所述的内部摄像机为带有滤光片的工业相机，滤光片的带通与激光投线仪的波长一致。
技术方案中所述的三维靶标为钢板加工的立方体零件，三维靶标表面贴有规则几何图案。
技术方案中所述的支撑台为钢板焊接而成的箱体零件,箱体的背面焊接有L型手柄，箱体的内部焊接一块加工有螺纹孔的钢板，箱体的外表面贴有规则分布的LED灯。
技术方案中所述的球头连接杆为一个球和一个圆柱焊接而成的钢制零件，圆柱顶端加工有螺纹。
技术方案中所述的调整座由一个圆形底座和一个内表面为球面的空心圆柱焊接而成，调整座的圆形底座上加工有三个通孔。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型采用了闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统。首先利用三维靶标、外部摄像机、支撑台所形成的闭环Ⅰ，求取支撑台与三维靶标间的转换关系。再利用三维靶标、内部摄像机、支撑台所形成的闭环Ⅱ，实现内部摄像机与支撑台间的转换关系标定。利用三维靶标、激光平面、内部摄像机所形成的闭环Ⅲ求取内部摄像机坐标系下激光平面的坐标，实现系统中激光平面的标定。最终在无运动约束的条件下，通过移动支撑台的位置即可实现对汽车形貌全局的三维重建。
2.所提出的测量系统解决了无法检测位置低于车身表面的位置的形貌信息，可以通过变换系统与待测汽车的相对位置关系，寻找最佳的视角去获取相应的图像以重建目标，即实现对汽车形貌全局的自由重建。
附图说明
图1是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统的标定示意图；
图2是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统的重建示意图；
图3是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统中外部摄像机1的轴测图；
图4是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统中支撑台2的示意图；
图5是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统中内部摄像机3的轴测图；
图6是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统中激光投线仪4的轴测图；
图7是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统中调整座5的示意图；
图8是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统中球头连接杆6的轴测图；
图9是闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统中三角架7的示意图；
图中：1.外部摄像机，2.支撑台，3.内部摄像机，4激光投线仪，5.调整座，6.球头连接杆，7.三角架，8.三维靶标。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述:
参阅图1至图9，闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统包括有外部摄像机1、支撑台2、内部摄像机3、激光投线仪4、调整座5、球头连接杆6、三角架7与三维靶标8。
激光投线仪4为可发射激光平面的圆柱形零件，外表面加工有一个螺纹孔，外部摄像机1为带有滤光片的工业相机，滤光片的带通与激光投线仪4的波长一致，内部摄像机3为带有滤光片的工业相机，滤光片的带通与激光投线仪4的波长一致，三维靶标8为钢板加工的立方体零件，三维靶标8表面贴有规则几何图案，三维靶标8放置在水平地面上，三角架7放置在水平地面上，外部摄像机1底部通过三角架7顶部的夹紧装置与三角架7固定连接，支撑台2为钢板焊接而成的箱体零件,箱体的背面焊接有L型手柄，箱体的内部焊接一块加工有螺纹孔的钢板，箱体的外表面贴有规则分布的LED灯，球头连接杆6为一个球和一个圆柱焊接而成的钢制零件，圆柱顶端加工有螺纹，调整座5由一个圆形底座和一个内表面为球面的空心圆柱焊接而成，调整座5的圆形底座上加工有三个通孔,两个调整座5放置支撑台2内部钢板上与支撑台2螺栓固定连接，两个球头连接杆6底部的球分别与两个调整座5顶部内球面过渡配合，内部摄像机3与一个球头连接杆6顶部螺纹固定连接，激光投线仪4与另一个球头连接杆6的顶部螺纹固定连接。
根据外部摄像机1坐标系中车身激光交线点的坐标，即可解算出支撑台2在外部摄像机1下第j个位置时该激光平面上汽车各特征点的世界坐标，通过在外部摄像机1视野范围内移动支撑台2及与其固定连接的激光投线仪4，即可获得其他激光平面与汽车车身的激光交线点，从而确定汽车与激光面交线点的世界坐标，完成闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建。
Claims (8)
1.一种闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于，所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统包括有外部摄像机(1)、支撑台(2)、内部摄像机(3)、激光投线仪(4)、调整座(5)、球头连接杆(6)、三角架(7)与三维靶标(8)；
三维靶标(8)放置在水平地面上，三角架(7)放置在水平地面上，外部摄像机(1)底部通过三角架(7)顶部的夹紧装置与三角架(7)固定连接，两个调整座(5)放置支撑台(2)内部钢板上与支撑台(2)螺栓固定连接，两个球头连接杆(6)底部的球分别与两个调整座(5)顶部内球面过渡配合，内部摄像机(3)与一个球头连接杆(6)顶部螺纹固定连接，激光投线仪(4)与另一个球头连接杆(6)的顶部螺纹固定连接。
2.按照权利要求1所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于所述的外部摄像机(1)为带有滤光片的工业相机，滤光片的带通与激光投线仪(4)的波长一致。
3.按照权利要求1所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于所述的支撑台(2)为钢板焊接而成的箱体零件,箱体的背面焊接有L型手柄，箱体的内部焊接一块加工有螺纹孔的钢板，箱体的外表面贴有规则分布的LED灯。
4.按照权利要求1所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于所述的内部摄像机(3)为带有滤光片的工业相机，滤光片的带通与激光投线仪(4)的波长一致。
5.按照权利要求1所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于所述的激光投线仪(4)为可发射激光平面的圆柱形零件，外表面加工有一个螺纹孔。
6.按照权利要求1所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于所述的调整座(5)由一个圆形底座和一个内表面为球面的空心圆柱焊接而成，调整座(5)的圆形底座上加工有三个通孔。
7.按照权利要求1所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于所述的球头连接杆(6)为一个球和一个圆柱焊接而成的钢制零件，圆柱顶端加工有螺纹。
8.按照权利要求1所述的闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统，其特征在于所述的三维靶标(8)为钢板加工的立方体零件，三维靶标(8)表面贴有规则几何图案。
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| CN109540034A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-03-29 | 吉林大学 | 闭环一致单目主动视觉汽车形貌全局自由重建系统与方法 |
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