
计
算机测量与控制
.2019.27
(
8
)
Com
p
uter
Measurement
& Control
测试与故障诊断
·
4
0
·
收
稿日期
:
2
019
-
0
1
-
1
8
;
修
回日期
:
2
019
-
0
2
-
2
7
。
基
金项目
:
中央引导地方科技发展专项资金计划
。
作者简介
:
朱荣华
(
1
994
-
)
,
女
,
山
东菏泽人
,
硕士研究生
,
主要从
事图像处理方向的研究
。
葛广英
(
1
964
-
)
,
男
,
山
东聊城人
,
教授
,
硕士生导师
,
主要从事图
像处理
、
物联网方向的研究
。
文
章编号
:
1
671
-
4
598
(
2019
)
08
-
0
040
-
0
4
D
OI
:
10.16526
/
j
.cnki.11-4762
/
t
p
.2019.08.009
中
图分类号
:
T
N919.8
文
献标识码
:
A
基于双目视觉的引磁片定位与测量研究
朱
荣华
1
,
葛
广英
1
,
张
广世
1
,
杨
晓蕊
1
,
孙
群
2
(
1
.
聊城大学
物理科学与信息工程学院
,
山东 聊城
2
52059
;
2.
聊城大学
机械与汽车工程学院
,
山东 聊城
2
52059
)
摘
要
:
为了提高大批量生产中超薄磁性车载手机支架铁片的测量精度
,
提出采用双目视觉技术对引磁片定位
,
并基于鞍点法
建立坐标系实现引磁片的高精度测量
;
首先通过
H
ALCON
的系统标定实现引磁片图像对的
立体校正
;
利用金字塔算法与带有缩
放的亚像素形状模板匹配实现引磁片特征点的提取
;
然后基于归一化互相关
N
CC
(
Normalized
Cross-Correlation
)
的
灰度匹 配
算法快速完成特征点的立体匹配
;
结合双目测距原理
、
坐标仿射转换对特征点重构获取以左相机为参考系下的
3
D
坐
标
;
最后通
过空间曲线拟合公式和点积运算实现引磁片的高精度测量
;
实验 结果表明
,
测量半径的误差小于
0
.1 mm
、
误
差率小 于
1
%
;
测
量厚度误差小于
0.1mm
、
误
差率小于
6
%
,
可有效地对超薄引磁片进行定位及尺寸测量
。
关
键词
:
H
ALCON
;
双
目视觉
;
系统标定
;
带缩放的亚像素形状模板匹配
;
立体匹配
;
立体重建
R
esearch
on
Ma
g
netic
Sheet
Positionin
g
and
Measurin
g
Based
on
Binocular
Vision
Z
hu
Ron
g
hua
1
,
G
e
Guan
gy
in
g
1
,
Z
han
g
Guan
g
shi
1
,
Y
an
g
Xiaorui
1
,
S
un
Qun
2
(
1
.Colle
g
e
of
Ph
y
sics
and
Information
En
g
ineerin
g
,
Liaochen
g
Universit
y
,
Liaochen
g
252059
,
China
;
2.Colle
g
e
of
Mechanical
and
Automotive
En
g
ineerin
g
,
Liaochen
g
Universit
y
,
Liaochen
g
252059
,
China
)
A
bstract
:
To
im
p
rove
the
measurement
accurac
y
of
the
ultra-thin
ma
g
netic
car
p
hone
holder
iron
p
iece
in
mass
p
roduction
,
this
p
a
p
er
p
resents
usin
g
binocular
vision
technolo
gy
to
locate
the
tar
g
et
area
,
and
introduce
saddle
p
oint
method
to
achieve
hi
g
h
p
recision
measurement
of
thickness.Firstl
y
,
HALCON-based
stereo
calibration
method
is
p
ro
p
osed
to
realize
stereo
correction
of
the
ima
g
e
of
the
ma
g
netic
sheet.Sub
p
ixel
tem
p
late
matchin
g
with
scalin
g
and
py
ramid
al
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orithm
are
p
resented
,
ma
g
netic
sheet
feature
p
oints
are
extracted
accuratel
y
.Secondl
y
,
the
stereo
matchin
g
of
feature
p
oints
can
be
com
p
leted
q
uickl
y
accordin
g
to
g
ra
y
-value-based
tem
-
p
l
ate
matchin
g
usin
g
the
NCC
(
Normalized
Cross-Correlation
)
.The
binocular
p
arallax
p
rinci
p
le
and
coordinate
affine
transforma
-
t
ion
are
combined
to
com
p
lete
reconstruction
of
feature
p
oints.Finall
y
,
the
ma
g
netic
sheet
is
measured
with
hi
g
h
p
recision
b
y
the
s
p
ace
curve
fittin
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formula
and
the
dot
p
roduct
o
p
eration.The
ex
p
erimental
results
show
that
the
error
of
the
measurement
radius
is
less
than
0.1mm
,
the
error
rate
is
less
than
1%
;
the
error
of
the
thickness
is
less
than
0.1 mm
,
the
error
rate
is
less
than
6%
,
which
can
effectivel
y
locate
and
measure
ultra-thin
ma
g
netic
sheets.
Ke
y
words
:
HALCON
;
stereo
vision
;
s
y
stem
calibration
;
sub
p
ixel
sha
p
e
tem
p
late
matchin
g
with
scalin
g
;
stereo
matchin
g
;
3Dreconstruction
0
引
言
随
着工业
4
.0
战略风潮的兴起
,
机器视觉被广泛应用
到
包装机械
、
交通
[
1
]
、
医
疗
[
2
-
3
]
、
工
业生产
[
4
]
、
电
子制造 等
国民经济的多个领域
[
5
]
,
成为提高生产的
自动化程度和机
器人智能程度的一种重要手段
。
机器视觉主要分为单目和
多目两大类视觉技术
,
在对目标进行定位
、
测量和重建等
操作中
,
常常需要获取目标的三维坐标
,
而单目视觉无法
感知空间的三 维 信息
;
虽然基于结构光
、
激光
、
R
GB-D
深
度相机的主动测距方法能快速实现准确
、
无干预地三维
定位及测量
,
但设备成本高
,
无法达到普及应用
[
6
]
。
另
外
,
对于自动化生产中的大量重复性测量工作
,
人工视觉很难
长时间保持精神集中的状态
,
常出现视力疲劳
、
不适于危
险工作环境
、
易损伤工件表面等问题
,
很难达到自动化生
产的高精度要求
。
相较之下
,
基于非接触式双目立体视觉
恢复三维信息的方法进行测量
,
该测量方式几乎不需要人
工参与
,
具有设备要求较低
、
连续性高
、
非接触无 损伤和
对人眼无害等优点
,
同时还可以使测量效率及测量的精度
得到一定提升
。
因此非接触式双目立体视觉技术具有较高
的研究价值
,
对自动化大批生产中工件的高精度测量具有
重要研究意义
。
综合考虑
,
非接触式双目立体视觉技术可
以满足超薄磁性车载手机支架铁片的准确定位及高精度的
测量要求
。
H
ALCON
是
德国
M
Vtec
公司开发的一套完
善的视觉
算法包
[
7
]
。
它
包含
3
D
匹
配
、
运动检测
、
三维重建
、
多目立