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硅碳棒直径测量的实现双目系统原理
    硅碳棒直径检测基于双目立体视觉测量,双目立体视觉原理如图4所示利用视差测距原理和摄像机的成像模型,推导空间点尸的三维立体坐标。将世界坐标系与左摄像机坐标系重合,记为O一xyz;右摄像机坐标系记为Or一xryrzr;在左图像坐标系O1一X1Y中,左像点的图像坐标为(Xl 1;在右图像坐标系Or一XrYr中,右像点的图像坐标为(Xr, ri .fl  fr分别为左右摄像机的焦距。从公式(1)中可以看出,确定空间点尸的世界坐标,关键是要找到空间点P在左右摄像机上像点几、p。的位置。相机标定是通过求取相机内部属性参数与外部位置参数来确定空间坐标系中物点和像点的对应关系。标定流程为:选用大小为26 mm x 26mm的黑白棋盘格;在不同位置拍摄3次以上,拍摄完成后进行角点检测;再运用张正友标定法获得相机内外参数。单目相机标定的内部参数如表1所示,左相机外部参数如式(2)所示、右相机的外部参数如式(3)所示。
    采用2个CCD相机,将硅碳棒置于2个相机的有效视场内,通过图像采集卡将一对像素为640 x 480的硅碳棒图像实时送入用户界面,硅碳棒的图像如图5所示,在实验室条件下对硅碳棒进行模拟测量,如图6所示。本文以硅碳棒的角点作为研究的特征点,利用图像的灰度信息来检测角点。Harri。角点探测的目的是提取图像的特征点同。Harris角点检测的数学表达式为。如果矩阵M的两个特征值都比较大,说明在该点的图像灰度自相关函数的两个正交方向上的极值曲率均较大,只要在某一点R(x,妇超过某一I值,即认为该点为角点。
    立体匹配就是在待匹配图像上寻找标准图像上每个特征点的同名点。本文采用极线约束,极线约束规定了一幅图像上任意一点在另一幅图像上的对应点只可能位于一条特定的极线上。
    匹配流程为:首先在两幅图像中设定一个标准图像P,对于标准图像中的特征点Pl,找出待匹配图像中与其有最近距离的前两个特征点Prl和Pr'1,计算两个特征点中最近距离与次近距离的比值,如果该比值小于匹配闭值,则表示待匹配图像上最近的点是标准图像中月特征最优匹配点。
    其次以待匹配图像中的角点为特征点,重复上述匹配流程,直到匹配完成,角点提取图像如图7所示,匹配图像如图g所示。www.sdzygw.com
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