CN211060859U - 基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统，旨在解决基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌检测问题。基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统主要由摄像机(1)、激光投面仪(2)、二维靶标(3)、二维靶标固定座(4)、连接夹(5)与三角架(6)组成。二维靶标固定座(4)放置在水平地面上，二维靶标(3)底部与二维靶标固定座(4)上的凹槽紧配合固定连接，二维靶标(3)的表面粘贴有可生成无穷远点和面积比特征的阵列三角形图案，激光投面仪(2)发出的激光平面与二维靶标(3)图形所在平面共面。提供了一种结构简单、性能可靠的基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车检测设备，更具体的说，它是一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统。
背景技术
为了保证汽车的安全行驶，在针对汽车超载超限等方面的检测领域，汽车形貌的测量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。目前常见的测量系统分为接触式和非接触式。由于接触式测量便捷性差，易划伤被测物体表面等因素，非接触式测量的应用范围更加广泛。而非接触式测量常需要靶标进行摄像机内外参数的标定，使系统结构复杂。如何采取非接触式测量，避免对相机进行标定的过程，直接实现物体的三维信息重建就十分重要。为了实现对汽车形貌进行较高精度的特征点重建，设计一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统。
发明内容
本实用新型针对解决在汽车形貌重建过程中，现有非接触式系统需多图像标定，效率低等问题，设计了一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统，实现对汽车形貌特征点的三维自由重建。该系统主要由一部工业摄像机、一个由阵列三角形组成的二维靶标3及与二维靶标3相对位置固定不变的激光投面仪2和一个二维靶标固定座4构成，通过应用仿射变换前后三角形面积比不变的性质进行汽车形貌的三维重建。
结合说明书附图，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统包括有摄像机、激光投面仪、二维靶标、二维靶标固定座、连接夹与三角架；
三角架放置在地面上，摄像机通过底部的螺纹孔与三角架顶部的螺栓螺纹固定连接，二维靶标固定座放置在水平地面上，二维靶标底部与二维靶标固定座上的凹槽紧配合固定连接，二维靶标置入连接夹的U形钢板的细长凹槽中，螺栓穿入连接夹和二维靶标的通孔与螺母螺纹固定连接，激光投面仪插入激光器连接夹钢管的内孔中，紧定螺钉旋入连接夹钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与激光投面仪圆柱面接触紧配合，激光投面仪发出的激光平面与二维靶标图形所在平面共面。
技术方案中所述的摄像机为装有窄带滤光片的广角工业相机。
技术方案中所述的激光投面仪为可发射线激光的圆柱形零件，激光投面仪发出的激光波长与摄像机的窄带滤光片的带通波长一致。
技术方案中所述的二维靶标为一块加工有通孔的矩形钢板制成的零件，二维靶标的表面粘贴有可生成无穷远点和面积比特征的阵列三角形图案。
技术方案中所述的二维靶标固定座为钢板加工的长方体零件，上表面加工有细长凹槽。
技术方案中所述的连接夹为U形钢板与钢管焊接而成的零件，U形钢板侧面加工有通孔，钢管侧面加工有螺纹孔。
技术方案中所述的三角架为可调整高度的三角支架。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型采用了基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建方法。首先将二维靶标3与激光投面仪2固定连接，并保证激光平面与二维参考平面共面。根据阵列三角形的平行边在投影平面上的交点得到无穷远点的图像坐标。进而求得无穷远直线的图像坐标，应用转换矩阵对投影平面的点进行仿射矫正。再应用三角形面积比仿射不变的性质，对二维靶标3坐标系下激光交线点的坐标进行重建。最终通过移动待测物体位置即可实现对目标形貌全局的三维重建。
2.本实用新型利用三角形面积比的仿射不变量来重建三维点坐标，三角形面积采用阵列小三角形的形心组成的形心三角形，由于形心是由阵列小三角形的三个顶点共同参与运算得到，可以避免由于测量条件等偶然因素造成的误差。在个别点坐标存在误差的情况下，降低其对最终重建结果产生的影响，益于实现对目标物体的高精度重建。
3.测量系统解决了固定接触式测量系统测量效率低、传统机器视觉测量系统装置复杂、便捷性差等问题，通过一张图片即可进行仿射矫正，进一步利用仿射不变量实现三维特征点的重建。再通过移动目标物体即可重建目标的形貌全局。
附图说明
图1是基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统的轴测图；
图2是基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统中摄像机1的轴测图；
图3是基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统中激光投面仪2的轴测图；
图4是基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统中二维靶标3的轴测图；
图5是基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统中二维靶标固定座4的轴测图；
图6是基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统中连接夹5的轴测图；
图7是基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统中三角架6的轴测图；
图中：1.摄像机，2.激光投面仪，3.二维靶标，4.二维靶标固定座，5.连接夹，6.三角架。
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7，基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统包括有摄像机1、激光投面仪2、二维靶标3、二维靶标固定座4、连接夹5与三角架6；
三角架6为可调整高度的三角支架，三角架6放置在地面上，摄像机1为装有窄带滤光片的广角工业相机，摄像机1通过底部的螺纹孔与三角架6顶部的螺栓螺纹固定连接，二维靶标固定座4为钢板加工的长方体零件，上表面加工有细长凹槽，二维靶标固定座4放置在水平地面上，二维靶标3为一块加工有通孔的矩形钢板制成的零件，二维靶标3的表面粘贴有可生成无穷远点和面积比特征的阵列三角形图案，二维靶标3底部与二维靶标固定座4上的凹槽紧配合固定连接，连接夹5为U形钢板与钢管焊接而成的零件，U形钢板侧面加工有通孔，钢管侧面加工有螺纹孔，二维靶标3置入连接夹5的U形钢板的细长凹槽中，螺栓穿入连接夹5和二维靶标3的通孔与螺母螺纹固定连接，激光投面仪2插入激光器连接夹5钢管的内孔中，紧定螺钉旋入连接夹5钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与激光投面仪2圆柱面接触紧配合，激光投面仪2为可发射线激光的圆柱形零件，激光投面仪2发出的激光波长与摄像机1的窄带滤光片的带通波长一致，激光投面仪2发出的激光平面与二维靶标3图形所在平面共面。
Claims (1)
1.一种基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统，所述的基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统包括有摄像机(1)、激光投面仪(2)、二维靶标(3)、二维靶标固定座(4)、连接夹(5)与三角架(6)；
三角架(6)放置在地面上，摄像机(1)通过底部的螺纹孔与三角架(6)顶部的螺栓螺纹固定连接，二维靶标固定座(4)放置在水平地面上，二维靶标(3)底部与二维靶标固定座(4)上的凹槽紧配合固定连接，二维靶标(3)置入连接夹(5)的U形钢板的细长凹槽中，螺栓穿入连接夹(5)和二维靶标(3)的通孔与螺母螺纹固定连接，激光投面仪(2)插入激光器连接夹(5)钢管的内孔中，紧定螺钉旋入连接夹(5)钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与激光投面仪(2)圆柱面接触紧配合，激光投面仪(2)发出的激光平面与二维靶标(3)图形所在平面共面；
所述的摄像机(1)为装有窄带滤光片的广角工业相机；
所述的激光投面仪(2)为可发射线激光的圆柱形零件，激光投面仪(2)发出的激光波长与摄像机(1)的窄带滤光片的带通波长一致；
所述的二维靶标固定座(4)为钢板加工的长方体零件，上表面加工有细长凹槽；
所述的连接夹(5)为U形钢板与钢管焊接而成的零件，U形钢板侧面加工有通孔，钢管侧面加工有螺纹孔；
所述的三角架(6)为可调整高度的三角支架；
所述的二维靶标(3)为一块加工有通孔的矩形钢板制成的零件，其特征在于，二维靶标(3)的表面粘贴有可生成无穷远点和面积比特征的阵列三角形图案。
Priority Applications (1)
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| CN201922503616.1U CN211060859U (zh) | 2019-12-31 | 2019-12-31 | 基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111380480A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-07-07 | 吉林大学 | 基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法 |
| CN111380480B (zh) * | 2019-12-31 | 2024-06-07 | 吉林大学 | 基于三角形阵列仿射不变量的汽车形貌重建系统与方法 |
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2019
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