多相机非共视场的非合作圆特征位姿测量方法

以大型光学模块转运时基于视觉的位姿测量为背景,利用目标底部同一平面的两个圆特征,针对大目标近距离对接时的环境限制,提出一种基于距离和角度约束的多相机非共视场位姿检测方法。对接时球头与锥孔正确对接,将两个相机分别固定于球头机构的内部后采集锥孔边缘的圆特征,利用非共视场成像的多相机标定获取两相机位置关系,融合多个相机的位姿信息,利用两圆共面和两相机位置关系约束剔除空间圆位姿解算时的虚假解。实验验证了该方法的精度,在1140mm的工作距离时,圆边缘特征的姿态角误差小于0.5°,圆心的计算误差小于1.0mm,实验结果表明该方法可准确计算位姿,结果可靠有效,在大目标近距离位姿测量时具有明显实用性。

工业增强现实中的相机跟踪

提出了利用工业对象表面共面圆进行相机位姿跟踪的解决方案。首先,利用共面圆构建对象坐标系;用扩展卡尔曼滤波器预测相机位姿限定椭圆轮廓点搜索的位置及范围,计算梯度归一化互相关系数来形成轮廓点候选数据集;然后,剔除候选数据集中的野值,用最大似然估计法进行高精度椭圆拟合;最后,根据二次曲线的射影理论计算相机位姿并更新滤波器的状态。实验表明,本文方法跟踪相机位姿的最大误差角度为1.4°,平移为3.5mm,跟踪速度为10～12frame/s,满足工业增强现实中相机位姿跟踪的应用需求。