一种带旋转云台的聚焦测量方法及终端技术

本发明专利技术涉及测量技术领域，尤其涉及一种带旋转云台的聚焦测量方法及终端。其包括：获取待测目标物体上预设的目标点的空间坐标；旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并确定当前状态下所述待测目标物体的聚焦平面；拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系；获取所述图像上待测目标物体的坐标值，并代入所述映射关系，计算得到所述待测目标物体的测量值。本发明专利技术提供的一种一种带旋转云台的聚焦测量方法及终端，能够实现待测目标物体在空间任意位置的测量。

A focusing measurement method and terminal with a rotating platform

【技术实现步骤摘要】
一种带旋转云台的聚焦测量方法及终端本案是以申请号为201910109939.4，申请日为2019年1月31日，名称为《一种聚焦测量方法及终端》的专利申请为母案的分案申请。
本专利技术涉及测量
，尤其涉及一种带旋转云台的聚焦测量方法及终端。
技术介绍
图像测量应用于各个领域。单目视觉系统结构简单，应用方便，在不借助已知标准物的前提下，只能对图像中已标定的单个物理平面上的目标进行测量。但实际应用场景中，由于待测目标物体处于空间任意位置，甚至不处于任何物理平面上，上述的单目视觉系统无法实现对待测目标物体的测量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：本专利技术提供了一种带旋转云台的聚焦测量方法及终端，能够实现待测目标物体在空间任意位置的测量。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种带旋转云台的聚焦测量方法，包括以下步骤：S1：获取待测目标物体上预设的目标点的空间坐标；S2：旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并确定当前状态下所述待测目标物体的聚焦平面；S3：拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系；S4：获取所述图像上待测目标物体的坐标值，并代入所述映射关系，计算得到所述待测目标物体的测量值。本专利技术还提供了一种带旋转云台的聚焦测量终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：S1：获取待测目标物体上预设的目标点的空间坐标；S2：旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并确定当前状态下所述待测目标物体的聚焦平面；S3：拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系；S4：获取所述图像上待测目标物体的坐标值，并代入所述映射关系，计算得到所述待测目标物体的测量值。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种带旋转云台的聚焦测量方法和终端，获取待测目标物体上目标点的空间坐标；旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上的摄像机的可视区域内，并确定所述待测目标物体的聚焦平面；拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系，从而计算得到待测目标物体的测量值。本专利技术通过上述方法确定的聚焦平面，并计算得到待测目标物体的图像与聚焦平面的映射关系，并根据所述映射关系，所述把待测目标物体的图像映射到聚焦平面上，能够实现对空间任意位置的待测目标物体的测量。附图说明图1为根据本专利技术实施例的一种带旋转云台的聚焦测量方法的主要步骤示意图；图2为根据本专利技术实施例的一种带旋转云台的聚焦测量终端的结构示意图；图3为根据本专利技术实施例一中的坐标系示意图；图4为根据本专利技术实施例二中的坐标系示意图；图5为根据本专利技术实施例三中的坐标系示意图；标号说明：1、存储器；2、处理器。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本专利技术最关键的构思为：获取待测目标物体上目标点的空间坐标；旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上的摄像机的可视区域内，并确定所述待测目标物体的聚焦平面；拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系，从而计算得到待测目标物体的测量值。请参照图1，本专利技术提供了一种带旋转云台的聚焦测量方法，包括以下步骤：S1：获取待测目标物体上预设的目标点的空间坐标；S2：旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并确定当前状态下所述待测目标物体的聚焦平面；S3：拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系；S4：获取所述图像上待测目标物体的坐标值，并代入所述映射关系，计算得到所述待测目标物体的测量值。从上述描述可知，本专利技术提供的一种带旋转云台的聚焦测量方法，获取待测目标物体上目标点的空间坐标；旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上的摄像机的可视区域内，并确定所述待测目标物体的聚焦平面；拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系，从而计算得到待测目标物体的测量值。本专利技术通过上述方法确定的聚焦平面，并计算得到待测目标物体的图像与聚焦平面的映射关系，并根据所述映射关系，所述把待测目标物体的图像映射到聚焦平面上，能够实现对空间任意位置的待测目标物体的测量。进一步的，所述S1具体为：旋转云台，使云台上设置的激光器对准所述目标点，并记录云台的旋转角度，得到第一云台旋转角度；通过所述激光器对所述目标点进行测距，得到激光距离；根据所述激光距离和第一云台旋转角度，计算得到所述目标点的空间坐标。从上述描述可知，通过上述方法，能够快速准确地计算得到目标点的空间坐标，提高了聚焦测量的效率。进一步的，所述S2具体为：旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并记录云台的旋转角度，得到第二云台旋转角度；根据所述目标点的空间坐标及第二云台旋转角度，确定当前状态下所述待测目标物体的聚焦平面。从上述描述可知，通过上述方法，能够确定处于任何空间位置下的待测目标物体的聚焦平面，从而确定拍摄的图像与聚焦平面之间的映射关系，从而实现对空间任意位置的待测目标物体的测量。进一步的，所述S3具体为：通过所述摄像头拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述摄像机的内部参数、目标点的空间坐标、第一云台旋转角度及第二云台旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系。从上述描述可知，通过上述方法，能够快速精确地确定计算得到图像与所述聚焦平面的映射关系，从而确保处于空间任意某个位置的待测目标物体的测量。进一步的，所述S1具体为：旋转云台，使云台上设置的激光器对准待测目标物体上预设的第一目标点，并记录云台的旋转角度，得到第三云台旋转角度；通过所述激光器对所述第一目标点进行测距，得到第一激光距离；根据所述第一激光距离和第三云台旋转角度，计算得到所述目标点的第一空间坐标；旋转云台，使云台上设置的激光器对准待测目标物体上预设的第二目标点，并记录云台的旋转角度，得到第四云台旋转角度；通过所述激光器对所述第二目标点进行测距，得到第二激光距离；根据所述第二激光距离和第四云台旋转角度，计算得到所述目标点的第二空间坐标；所述S2具体为：旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并记录云台的旋转角度，得到第五云台旋转角度；根据所述第一空间坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带旋转云台的聚焦测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：获取待测目标物体上预设的目标点的空间坐标；/nS2：旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并确定当前状态下所述待测目标物体的聚焦平面；/nS3：拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系；/nS4：获取所述图像上待测目标物体的坐标值，并代入所述映射关系，计算得到所述待测目标物体的测量值；/n所述S1具体为：/n所述云台为二轴旋转云台，可绕水平方向进行旋转以及可绕竖直方向进行旋转，先旋转云台，使云台处于初始状态，以当前状态下，激光器的激光束所在的方向为Z

【技术特征摘要】
1.一种带旋转云台的聚焦测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取待测目标物体上预设的目标点的空间坐标；
S2：旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并确定当前状态下所述待测目标物体的聚焦平面；
S3：拍摄所述待测目标物体的图像，并根据所述目标点的空间坐标以及云台的旋转角度，计算所述图像与所述聚焦平面之间的映射关系；
S4：获取所述图像上待测目标物体的坐标值，并代入所述映射关系，计算得到所述待测目标物体的测量值；
所述S1具体为：
所述云台为二轴旋转云台，可绕水平方向进行旋转以及可绕竖直方向进行旋转，先旋转云台，使云台处于初始状态，以当前状态下，激光器的激光束所在的方向为ZO轴，云台绕竖直方向旋转的第一旋转轴所在的方向为XO轴，云台绕水平方向旋转的第二旋转轴所在的方向为YO轴，建立初始坐标系O-XOYOZO，O为坐标原点；
接着旋转云台，使云台上设置的激光器对准所述目标点，并记录云台的旋转角度，得到第一云台旋转角度；
所述第一旋转角度包括云台绕第一旋转轴旋转的角度αa和云台绕第二旋转轴旋转的角度βa；
通过所述激光器对所述目标点进行测距，得到激光距离
根据所述激光距离和第一云台旋转角度，计算得到所述目标点在坐标系O-XoYoZo下的坐标
其中，
所述S2具体为：
旋转云台，使所述待测目标物体位于云台上设置的摄像机的可视区域内，并记录云台的旋转角度，得到第二云台旋转角度，所述第二云台旋转角度包括云台绕第一旋转轴旋转的角度αe和云台绕第二旋转轴旋转的角度βe；
以所述目标点为Ow原点，以平行于Xo轴作Xw轴，以平行于Zo轴作Zw轴，由OwXwZw组成聚焦平面π；
所述云台处于初始位置时，其水平方向和竖直方向的旋转角度均为0度。


2.根据权利要求1所述的一种带旋转云台的聚焦测量方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
在旋转云台后，以当前状态下，云台第一旋转轴所在的方向为Xe轴，云台第二旋转轴所在的方向为Ye轴，激光器的激光束所在的方向为Ze轴，建立坐标系Oe-XeYeZe；
根据所述目标点在坐标系XoYoZo下的坐标和第二云台旋转角度，计算得到所述目标点在XeYeZe下的坐标
其中，
作Yw垂直于聚焦平面π，建立坐标系Ow-XwYwZw，得到坐标系Ow-XwYwZw与Oe-XeYeZe之间的转换关系：

其中
所述S3具体为：
通过所述摄像头拍摄所述待测目标物体的图像，并建立图像坐标系，所述图像坐标系是以图像最左上角的点为原点，水平向右方向为u轴，竖直向下方向为v轴，所创建的坐标系为uv坐标系；
根据摄像机内部参数K，得到坐标系uv与坐标系Oe-XeYeZe之间的映射关系：由于聚焦平面π上Yw＝0，可得坐标系uv与坐标系Ow-XwYwZw的映射关系：
其中，所述是摄像头的固有矩阵，(u0,v0)是摄像头光学中心在CCD成像平面上的投影位置，f是摄像头的焦距，dx和dy分别是CCD每个像素在水平方向和垂直方向上的物理尺寸，所述γ为预设的缩放因子。


3.一种带旋转云台的聚焦测量终端，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：江世松，林大甲，黄宗荣，
申请(专利权)人：金钱猫科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35