多工业相机标定之图像拼接测量

2016-07-18技术资料

之前维视图像给大家讲了多工业相机使用大标定板统一坐标来做高精测量,本篇文章我想分享下多工业相机标定时图像的拼接测量。

对于一些面积非常大的物体,可以通过拍摄多幅图像,每幅图像覆盖物体的不同部分来做拼接。如果工业相机经过标定并且它们与一个共有的世界坐标系之间的相对关系已知,就可以通过不同的图像进行精确测量,还可以将多幅图像拼接为一副覆盖整个物体的大图,这可以通过将每幅图像都校正到同一个测量平面上实现。在结果图像上,可以直接在世界坐标系中进行测量。

图像拼接

图像拼接要求多个工业相机必须安装在一个稳定的平台上,并且每幅图像覆盖整个场景的一部分。工业相机的方位可以随意,也就是说不需要它们看起来平行或垂直于物体表面。调整工业相机焦距、灯光以及交迭区域,使用一个大的可以覆盖整个视野的参照物。为了保证可以将多幅图像拼接为一副大图,它们之间必须存在一个小的交迭区域。交迭区域可以很小,因为这个交迭区域只是为了保证在拼接的结果图像中没有缝隙,下图是维视图像工作人员拍摄的交叠区域示意图。

图像的标定首先要确定每个工业相机的内参,我们可以分别对每个工业相机进行标定求取工业相机的内参。其次,要确定所有工业相机的外参,因为最后要将所有的图像转换到某一个世界坐标系中,所以需要使用一个大的标定物。这个标定物可以出现在所有的图像中,它可以由多个标定板组合而成,标定板的数量和使用工业相机的数量一致。

注意:为了确定工业相机的外参,每个工业相机只需要拍摄一副标定图像就已经足够。标定物在多个工业相机分别进行拍摄标定图像的过程中不可以移动。理想情况下,这些标定图像应该同时获取。

将单个图像拼接为一个大图:首先,每幅图像都必须进行校正,将这些图像转换到一个共有的坐标系中,它们之间就会正确匹配。在得到所有进行校正图像需要的映射图后,使用两个工业相机拍摄的每个图像对都可以进行校正并且高效的拼接。拼接的结果图由两幅校正后的图像组成,每个校正后的图像占图像的一个部分,下图为维视图像校正后的图像和拼接结果。