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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明公开了一种基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建系统与方法，旨在解决基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉检测问题。基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建系统主要由摄像机支架1、摄像机2、连接件3、线激光器4与二维标定板5组成。基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建方法由图像采集、在二维标定板5坐标系下车身特征点坐标求解、在摄像机2坐标系下的车身点重建三个步骤组成，提供了一种结构简单、性能可靠的基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建系统与方法。

主权项：1.一种基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建系统的重建方法，包括有摄像机支架1、摄像机2、连接件3、线激光器4与二维标定板5；摄像机支架1放置在地面上，摄像机2通过底部的螺纹孔与摄像机支架1顶部的螺栓螺纹固定连接，二维标定板5置入连接件3的U形钢板的细长凹槽中，螺栓穿入连接件3和二维标定板5的通孔与螺母螺纹固定连接，线激光器4插入激光器连接件3钢管的内孔中，紧定螺钉旋入连接件3钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与线激光器4圆柱面接触紧配合，线激光器4发出的激光平面与二维标定板5图形所在平面共面，二维标定板5为一块矩形钢板制成的零件，二维标定板5加工有通孔，所述的二维标定板5的表面粘贴有可以生成圆及直线特征的圆及矩形的规则几何图形，其特征在于，具体步骤如下：第一步：基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建的图像采集：摄像机2固定在摄像机支架1上，将摄像机支架1放置在地面上，线激光器4插入连接件3的钢管内孔，打开线激光器4，并旋转线激光器4使其投射出的激光线与二维标定板5共面，通过调节连接件3的钢管上的八个螺钉，将线激光器4固定，摄像机2采集一幅图像，图像包含二维标定板5以及线激光器4与车辆表面相交的投影激光点；第二步：基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建的车身特征点在二维标定板5坐标系下的坐标求解：根据摄像机2采集的图像，建立图像坐标系，图像坐标系的原点与二维标定板5上圆的中心一致，X轴、Y轴分别与二维标定板5上的两条垂直直线重合，圆从二维标定板5坐标系到图像坐标系的转换关系为 其中为圆的图像坐标，圆在二维标定板5坐标系的坐标为R为圆的半径，圆的对偶坐标为H是采用张正友方法获得的从二维标定板5坐标系到图像坐标的单应矩阵；二维标定板5坐标系下的直线坐标L到图像直线坐标l的转换关系为l＝HTL由二维标定板5上与Y轴重合的直线圆C*以及线激光器4发射出的直线可得到不变量 其相应的图像上的不变量可表示为 其中lII分别为LII为在图像坐标系上的坐标，c*是二维标定板5上圆C的图像坐标，图像中的直线坐标可用HOUGH变换提取；由二维标定板5上的与X轴重合的直线圆C*以及线激光器4发射出的直线可得到不变量 其相应的图像上的不变量可表示为 其中分别为为在图像坐标系上的坐标，c*是二维标定板5上圆C的图像坐标，图像中的直线坐标可用HOUGH变换提取；根据I1，i＝I2，ii＝1，2求得线激光器4发出激光线在二维标定板5坐标系下的第二个坐标元素为 其中同理解得线激光器4发出激光线的第一个坐标元素为 即可得到线激光器4发出激光线在二维标定板5坐标系下的坐标；第三步：基于直线与圆不变量的汽车形貌主动视觉重建车身表面特征点在摄像机2坐标系下的重建：由第二步求出的二维标定板5坐标系下激光线LII的坐标以及从二维标定板5坐标系到图像坐标系的单应矩阵H，根据激光线与车身交点XII在直线LII上以及交点XII从二维标定板5坐标系到图像坐标系的点xII的转换关系有LIITXII＝0HXII＝xII可解得车身表面特征点XII在二维标定板5坐标系下的坐标 则车身表面特征点在摄像机2坐标系下的坐标为 其中Hc是采用张正友方法获得的从二维标定板5坐标系到摄像机2坐标系的单应矩阵。

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