【正文】 點(diǎn)的象素坐標(biāo)由計(jì)算機(jī)處理得到。設(shè) Pi在 OXwYwZw坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（ xwi， ywi， zwi）， Pi對應(yīng)像點(diǎn)的象素坐標(biāo)為（ xdi， ydi）。由空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，容易將 Pi在 OXwYwZw坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到坐標(biāo)系 OXfYfZf中，設(shè)經(jīng)轉(zhuǎn)換后 Pi在 OXfYfZf坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（ xfi， yfi， zfi），因?yàn)?Pi在OXfYfZf的 xy平面內(nèi)，所以 zfi=0。 R為旋轉(zhuǎn)矩陣，存在正交約束 011875421282522272421?????????rrrrrrrrrrrr由 （ 7 9）、（ 710）， 采用一般的非線性方程組解法，可以解出 R矩陣中的元素 r1,…, r9， T矩陣中的元素 tx ty tz。令 F0=（ tx， ty， tz） ； n0=（ r1， r4，r7） ?（ r2， r5， r8） ， 于是，光平面 F在 OXYZ坐標(biāo)系中的點(diǎn)法式平面方程為 ? ? 000 ??? FXn （ 711） 式中 ： X=（ x， y， z） 為光平面 F上的點(diǎn)在 OXYZ坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。 雙目視覺傳感器 左攝象機(jī)坐標(biāo)系為 O1X1Y1Z1 ， 右攝象機(jī)坐標(biāo)系為 O2X2Y2Z2 ， 空間被測點(diǎn) P 在左 、 右攝象機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為 （ x1， y1， z1） ， （ x2， y2， z2） ， P點(diǎn)在左 、右攝象機(jī)象素坐標(biāo)系中的象素坐標(biāo)分別為 （ x1m， y1m） ， （ x2m， y2m） ， 由攝象機(jī)模型知 ),(),(1111111111zyxfyzyxfxymxm???????),(),(2222222222zyxfyzyxfxymxm（ 712） （ 713） 測量原理 式中 ， f1x， f1y 和 f2x， f2y分別為左、右攝象機(jī)的模型函數(shù)，通過標(biāo)定攝象機(jī)準(zhǔn)確得到。由 （ 712）（ 713）（ 714） 解出被測空間點(diǎn) P在左攝象機(jī)坐標(biāo)系 O1X1Y1Z1中的三維坐標(biāo)。設(shè) OXYZ到 OX1Y1Z1的旋轉(zhuǎn)矩陣為 R1，平移矩陣為 T1， OXYZ到 OX2Y2Z2的旋轉(zhuǎn)矩陣為 R2，平移矩陣為 T2，有 111 TXRX ?? （ 715） 2122 TXRX ?? （ 716） 式中： X1=（ x1， y1， z1） 為點(diǎn)在OX1Y1Z1坐標(biāo)系中的坐標(biāo)； X2=（ x2， y2， z2） 為點(diǎn)在OX2Y2Z2坐標(biāo)系中的坐標(biāo)； X=（ x， y， z） 為點(diǎn)在 OXYZ坐標(biāo)系中的坐標(biāo)； 標(biāo)定原理 攝象機(jī) 攝象機(jī) O1X1Y1Z1 O2X2Y2Z2 OXYZ 雙目特征傳感器的標(biāo)定 由 （ 715）（ 716） 式得： TRRTXRRX 121121211 ?? ??? （ 717） 即： OX2Y2Z2坐標(biāo)系到 OX1Y1Z1坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣，平移矩陣分別為 雙目視覺傳感器 121 ?? RRR （ 718） 21211 TRRTT ??? （ 719） （ 718） 和 （ 719） 式是雙目特征傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，其中 R1， R2， T1， T2，矩陣分別為采用同一靶標(biāo)標(biāo)定傳感器中兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)得到的攝像機(jī)外部參數(shù)。 O2X2Y2Z2 控制點(diǎn) Pi (i=1,… ,n) O1X1Y1Z1 光束定向交匯約束標(biāo)定雙攝像機(jī)位姿 光束定向交匯約束 在雙攝像機(jī)的重合視場中任意設(shè)置控制點(diǎn)（點(diǎn)的空間坐標(biāo)無需已知） Pi，控制點(diǎn)在兩個(gè)攝像機(jī)中的成像光束必定在空間交匯，以此為約束可以精確求解攝像機(jī)之間的空間變換關(guān)系。 組合視覺測量系統(tǒng) OXYZ OiXiYiZi 多視覺傳感器組成的視覺檢測系統(tǒng) 多個(gè)傳感器安裝在剛性支架上形成統(tǒng)一的視覺檢測系統(tǒng)，每個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)對大型被測物體一個(gè)局部區(qū)域的測量，所有傳感器組合實(shí)現(xiàn)對物體多個(gè)不同區(qū)域的測量，從而實(shí)現(xiàn)對被測物體的整體測量。 OsXsYsZs － OTXTYTZT － OoXoYoZo － ObXbYbZb 智能視覺傳感技術(shù) ? 智能視覺傳感器及其結(jié)構(gòu)組 ? 智能視覺傳感器的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢 ? 幾種典型的智能視覺傳感器 智能視覺傳感器及其結(jié)構(gòu)組成 智能視覺傳感器 (Intelligent Vision Sensor)通常也稱為智能相機(jī) (Smart Camera)，是一種集圖像采集、分析處理和信息傳輸于一體的微小型視覺檢測系統(tǒng)，是一種嵌入式視覺傳感器。 汽車車身視覺檢測系統(tǒng) 汽車車身視覺檢測系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)： ?測量效率高 ?測量工作全部自動完成 ?車身視覺測量系統(tǒng)的組成靈活 基于機(jī)器人的柔性視覺測量裝置 多傳感器車身視覺測量應(yīng)用系統(tǒng) 鋼管直線度、截面尺寸在線視覺測量系統(tǒng) 測量原理： 測量系統(tǒng)由多個(gè)結(jié)構(gòu)光傳感器組成，傳感器上結(jié)構(gòu)光投射器投射的光平面和被測鋼管相交，得到鋼管截面圓周上的部分圓弧，傳感器測量部分圓弧在空間中的位置。 鋼管直線度、截面尺寸在線視覺測量系統(tǒng) 鋼管直線度測量樣機(jī)系統(tǒng) 測量系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的控制下，測量時(shí)間約 3秒，滿足實(shí)時(shí)性要求，研制的應(yīng)用樣機(jī)系統(tǒng)見圖。 形貌整體拼接的 實(shí)質(zhì) 就是將分塊局部形貌測量數(shù)據(jù)統(tǒng)一到公共坐標(biāo)系下，完成對被測形貌的整體描述。 光學(xué)數(shù)碼三維坐標(biāo)測量 光學(xué)數(shù)碼柔性坐標(biāo)測量 采用先進(jìn)高精度的數(shù)碼成像器件作為角度傳感器，兩臺傳感器構(gòu)成空間三角交匯測量配置，在光學(xué)測量靶標(biāo)的配合下，組成工作范圍大、通用的空間坐標(biāo)測量系統(tǒng)。 思考題 1. 簡述計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器視覺及視覺測量的區(qū)別與聯(lián)系。 4. 簡述結(jié)構(gòu)光傳感器和雙目立體視覺傳感器的測量原理。 6. 何為智能相機(jī)？其結(jié)構(gòu)及使用特點(diǎn)是什么？ 參考資料 （插 圖） ）光積分單元（感光單元不透光的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)移柵L1 2 3 4 5 6 7 8 9 10尺寸檢測 線性 CCD圖像傳感器的應(yīng)用 xLa物距 b像距0L0N1N2N1N2N0N02100)(NNNNLL x ???0Lpnab ??1N —— 上端受光照的像素?cái)?shù) —— 下端受光照的像素?cái)?shù) 0L —— 視場范圍 2N測量小尺寸物體 測量大尺寸物體 3L0L 0L1L 2L1CCD 2CCD1N 2N1光源 2光源 視覺傳感器校驗(yàn)告訴傳送帶是否在傳送正確的部件 由背光視覺傳感器找到的泡罩包裝中的破損藥片 在藥品包裝應(yīng)用中，視覺傳感器辨別包裝瓶上是否缺少標(biāo)簽 經(jīng)過訓(xùn)練，知道如何監(jiān)視橫向和縱向位置的傳感器辨別出的誤貼標(biāo)簽 行掃描在無紡布質(zhì)量檢測上的應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)： １ .適應(yīng)高速生產(chǎn)的需求，增加產(chǎn)量，因識別了過程缺陷的來源，使缺陷可以立即修復(fù)，避免了大量缺陷產(chǎn)生的情況． ２ .保證對產(chǎn)品質(zhì)量的１００％檢測，減少客戶退貨及投訴 ３ .高精度能力，能檢測出更小的缺陷，滿足國際客戶的需求． ４ .精確的定位功能及圖片顯示，可以減少廢料，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷，在對照缺陷圖片后即可在分切過程中進(jìn)行修復(fù)處理