【技术实现步骤摘要】
一种基于平整标记的建筑构件三维位姿及视觉测量方法
[0001]本专利技术涉及一种基于平整标记的建筑构件三维位姿及视觉测量方法，属于双目视觉测量方法及建筑构件的位姿测量
。
技术介绍
[0002]建筑混凝土构件尺寸偏差与变形检测可分为截面尺寸及偏差
、
倾斜
、
扰度和沉降等检测项目
。
传统的建筑构件在施工现场的位姿检测，主要采用尺量检测
、
水准仪测量
、
经纬仪测量
、
免棱镜全站仪测量
、
吊线测量以及基于立体激光扫描测量等
。
由此可知，目前的测量方法大致可分成两类，一类是基于纯人工的尺量检测及吊线检测，其极大依赖人工，且主要数据是靠人眼观测出来的，检测数据精度不够且可靠性不足；另一类是基于测量设备的检测方法，主要是靠水准仪
、
经纬仪
、
全站仪等测量设备进行测量，这些测量设备都是点对点的测量，每次只能测量一个点，虽然精度高但是费时费力，也依赖人工操作
。
而对于异形构件常采用的三维激光扫描方法，虽然速度快且精度高，但是设备昂贵，且采集的数据量极大，给后期的数据处理与分析造成了很大的困难
。
[0003]由于目前建筑构件的尺寸允许偏差正常在
±
5mm
以内，因此机器视觉的测量方法营运而生，尤其是基于双目相机系统对建筑构件位姿进行测量，这种测量方式具有以下优势：
①
设备...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于平整标记的建筑构件三维位姿，其特征在于：包括楼地面
、
建筑构件
、
若干平整标记以及双目相机系统；建筑构件垂直安设在楼地面上，在楼地面以及建筑构件表面均粘贴若干平整标记；将若干平整标记分组，每组包含的平整标记从建筑构件开始，沿着垂直楼地面方向由建筑构件顶部
、
建筑构件底部至楼地面顺次粘贴平整标记，且每组中仅有一个平整标记粘贴在楼地面上，定义粘贴在建筑构件上的平整标记为构件平整标记，粘贴在楼地面的平整标记为楼地面平整标记；所述双目相机系统架设在楼地面上，采用视线相交法对建筑构件或者楼地面进行拍摄，实现对粘贴在建筑构件或者楼地面上平整标记的三维坐标信息采集；其中，双目相机系统包含的两个相机在对建筑构件或者楼地面进行拍摄时，双目相机系统的拍摄范围仅包含两个在垂直向或者水平向相邻的平整标记组，每个相机与对应的拍摄对象之间形成的夹角相等
。2.
根据权利要求1所述的基于平整标记的建筑构件三维位姿，其特征在于：平整标记包括单面磨砂的亚克力底板以及
UV
印刷特定的图案，图案布设在亚克力底板上；图案包括标定板图案以及编号图案，所述标定板图案为黑色直角三角或者黑色标记圆，且在黑色直角三角或者黑色标记圆的外部边缘均布设黑色边框；双目相机系统即通过拍摄平整标记上的黑色直角三角中心或黑色标记圆圆心
。3.
根据权利要求2所述的基于平整标记的建筑构件三维位姿，其特征在于：在亚克力底板上，标定板图案呈网格状排布，编号图案在亚克力底板同一垂直方向上排布
。4.
根据权利要求3所述基于平整标记的建筑构件三维位姿的视觉测量方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤
S1
：平整标记的设计；根据建筑构件的尺寸以及双目相机系统的拍摄范围，确定平整标记的尺寸以及数量；步骤
S2
：平整标记的粘贴位置；每组平整标记中的一号标记设定为楼地面平整标记且被粘贴在楼地面上，而每组中的二号标记及后续标记设定为构件平整标记且被粘贴在建筑构件上；步骤
S3
：启动双目相机系统按照固定顺序进行拍摄；双目相机系统每次拍摄仅拍摄位于水平或者垂直向上相邻的两块平整标记；定义主视视角中的左右上下，先自下而上拍摄最左侧垂直方向上相邻的两块平整标记，再自下而上拍摄自左向右位于第二个垂直方向的平整标记；当第一垂直方向和第二垂直方向的平整标记均拍摄完毕后，再拍摄水平向上相邻的两块平整标记，自下而上拍摄位于同一水平向上第一垂直方向和第二垂直方向的两块相邻平整标记，再自下而上拍摄位于同一水平向上第二垂直方向和第三垂直方向的两块相邻平整标记，直至完成所有拍摄；步骤
S4
：通过步骤
S3
中双目相机系统的拍摄，采集所有平整标记的三维坐标信息，即为相机坐标系下平整标记上标定板图案中黑色直角三角中心或黑色标记圆圆心的坐标；步骤
S5
：建立理论世界坐标系和第一次拍摄的坐标系转化；根据建筑构件的建立需求，建立设计时的理论世界坐标系；求解出理论世界坐标系下建筑构件最左侧下方的楼地面上楼地面平整标记所有点的理论三维坐标，即相机坐标系下的坐标；通过将最左侧竖直方向的第一幅采集图像，得到楼地面平整标记在相机坐标系下的坐
标；通过坐标系转化，即可求解出从第一幅相机坐标系转化到理论世界坐标系的平移向量和旋转矩阵；步骤
S6
：根据坐标系转化，将第一次拍摄中的第二块...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴京，蔡建国，顾云凡，刘晨昱，蒋心朗，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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