基于双目视觉的相对物体的姿态测量摘要：随着计算机视觉以及图像处理技术的发展，视觉测量技术越来越受到人们的关注。建立物体相对姿态测量系统，使用两个相机在不同角度拍摄同一个物体上的编码标志点，采用张氏标定法对两个相机的空间位置关系进行标定；对摄像机采集到的图像进行去噪、滤波；左右两个相机采集下来的图像进行编码标志点的匹配，得到物体上粘贴的编码标志点的三维坐标，通四元数法计算物体间的相对空间姿态（欧拉角以及平移量）；通过实验表明，该测量系统结构简单，计算量小，测量精度高。关键词：双目立体视觉摄像机标定编码标志点姿态计算中图分类号：tp3914文献标识码：a文章编号：10073973（2013）002109031引言在现代生产生活中，经常需要计算物体之间的相对位置关系，例如两个刚体间的欧拉角以及平移量等。因为空间物体是不规则的，所以常规的测量方法都很难做到。随着视觉传感器的发展，人们开始把视觉传感器运用到空间物体姿态的测量，即机器视觉，这种测量方法是非接触的，测量效率高并且精度高。机器视觉是通过视觉传感器获得一张或多张图像，通过对获得的图像进行分析来达到测量和识别的目的。目前，机器视觉已经运用到很多领域，如航空、航天器的运动分析，地面机动目标实验碰撞分析，自动化生产
f过程中的装配与检测等。本文建立了一种双目立体测量系统，利用工业相机实时获取物体的图像，通过对相机精确的标定以及精准的图像分析来计算出编码标志点的三维坐标值，从而计算出物体之间的相对姿态。
2双目视觉测量架构双目立体测量系统如图1，使用两个摄像机对同一块区域进行拍摄。（1）利用张氏标定法对两个摄像机标定，计算出两个相机之间的相对位置关系，固定测量坐标系下的坐标原点（本系统的坐标原点在左相机上）。（2）对图像进行分析，计算编码标志在图像坐标系下的坐标值以及编码标志点的编码值，利用编码值将左右图像匹配计算出编码标志点的三维坐标值。（3）通过四元数法计算出每组三维坐标值之间的旋转矩阵以及平移量，从而计算出两个物体之间的相对旋转角以及平移量。21摄像机标定张氏标定法的算法为：（1）从不同角度拍摄若干张棋盘格标定板的图像；（2）检测出图像中的特征点，即角点；（3）求出摄像机的内外参数；（4）求出畸变系数；（5）优化标定结果。22编码标志点的提取与解码
f为了提高运算速度以及左右图像的匹配准确，在本文提到的双目视觉系统中对被测物体表面粘贴了扇环r