[0044] 在世界坐標系0w(Xw，yw，Zw)中，由面陣相機2成像模型確定射線0。?的方程，由式(2) 確定結(jié)構(gòu)光平面5的平面方程，由此，由0 cp和結(jié)構(gòu)光平面5的交點可以唯一確定點P在面陣 相機2坐標系下的三維坐標。
[0045] 步驟5:調(diào)整線性激光器1的亮度與面陣相機2的曝光時間，避免激光線成像過曝， 使得激光線能在測量范圍內(nèi)清晰成像。由此在二值化圖像時，面陣相機2能夠穩(wěn)定的提取出 激光線輪廓；同時調(diào)整線陣相機3的曝光時間，避免激光線在線陣相機3中成像過曝。
[0046] 步驟6:通過線陣相機3采集成像物體4的可視圖像灰度信息(g);
[0047] 步驟7:通過面陣相機2拍攝激光線獲取包含激光線的圖像，然后二值化圖像，提取 激光線輪廓；
[0048]步驟8:由于激光線具有一定寬度，本發(fā)明中通過圖像處理定位激光線輪廓的中心 線位置，并得到激光線的中心線上各點在圖像坐標系上的坐標；
[0049] 步驟9:通過步驟4中式(3)，計算面陣相機2獲取的圖像上激光線中心線各點的三 維坐標(X7，y'，z');
[0050] 步驟10:根據(jù)線陣相機3與面陣相機2之間的位置關(guān)系，通過透視變換：
[0051] PLine = PcXM (4)
[0052] 將步驟9得到的激光線中心線上各點的三維坐標對應到線陣相機3采集到的可視 圖像(灰度圖像)上，形成各個點的四維坐標(Y ，，，g)。式(4)中，PLine3為激光線在線陣 相機3采集的圖像上的坐標，P。為激光線上各點的三維坐標(X、/，ζ〇，Μ為4x3透視變換矩 陣。
[0053]垂直線結(jié)構(gòu)光平面6均勻平移成像物體4,由面陣相機2對成像物體4表面激光線連 續(xù)拍攝，從而獲取成像物體4上不同位置的三維信息和灰度信息，然后通過步驟9得到四維 信息，進行拼接后可得到成像物體4的三維輪廓。
[0054]針對上述方法，本發(fā)明還提出一種基于深度信息與可視圖像信息相融合的車輛信 息采集裝置，包括線性激光器1、面陣相機2、線陣相機3、外殼7與連接支架8;其中，線陣相機 3與線性激光器1共用同一安裝支架9進行支撐。面陣相機2安裝于面陣相機支架10上。安裝 支架9與面陣相機支架10間通過L型連接支架8相連，具體為:連接支架7-側(cè)邊與安裝支架9 固定，另一側(cè)邊通過轉(zhuǎn)軸10軸接面陣相機支架10。上述面陣相機2的鏡頭軸線與線性激光器 1的投影光軸共面A，且面陣相機支架10可轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)面陣相機2鏡頭軸線與線性激光器 1的投影光軸間夾角的調(diào)節(jié)。
[0055]上述安裝支架9固定安裝在外殼7內(nèi)，通過外殼7實現(xiàn)線性激光器1、面陣相機2以及 線陣相機3的封裝;且在線性激光器1的鏡頭朝向一側(cè)，位于線性激光器1與面陣相機2的鏡 頭對應位置處開有開口，并通過透明玻璃密封;同時在線陣相機3的鏡頭對應位置處開有開 口，同樣通過透明玻璃密封。
[0056]本發(fā)明車輛信息采集裝置中，可采用不同波段的線性激光器1(包括808nm±20nm， 650nm±20nm等波段），適用于不同的反射表面的物體;且可采用面陣相機2(ccd，cmos芯片 等)及濾光片組合的方式，可適用于自然光等其他光較負責的場景；同時，線性激光器1可采 用單光源或多光源，適用于不同的光照場景。
【主權(quán)項】
1. 一種基于深度信息與可視圖像信息相融合的車輛信息采集方法及裝置，其特征在 于:通過下述步驟實現(xiàn)： 步驟1:調(diào)整線性激光器與線陣相機，使線性激光器投影的線結(jié)構(gòu)光平面與線陣相機的 成像平面共面； 步驟2:通過線性激光器向成像物體表面投影結(jié)構(gòu)光； 步驟3:調(diào)節(jié)面陣相機的鏡頭與線性激光器的投影光軸間的夾角，使面陣相機可獲取結(jié) 構(gòu)光與成像物體相交的激光線； 步驟4:建立公式確定線結(jié)構(gòu)光平面上任意一點P在面陣相機坐 標系下的立維坐標;式中：P為比例系數(shù)，A為面陣相機的內(nèi)參矩陣，Pc = (xc，yc，zc，1) T，為點P 在面陣相機坐標系0c(xc，yc、zc)下的齊次坐標；，為點p在圖像坐標系Ou(xu，yu)下 的齊次坐標;a，b，c，d分別表示線結(jié)構(gòu)光平面的平面方程的四個系數(shù)； 步驟5:調(diào)整線性激光器的亮度與面陣相機的曝光時間，使得激光線能在測量范圍內(nèi)清 晰成像;同時調(diào)整線陣相機的曝光時間，避免激光線在線陣相機中成像過曝； 步驟6:通過線陣相機采集成像物體的可視圖像灰度信息(g); 步驟7:通過面陣相機拍攝激光線獲取包含激光線的圖像，然后二值化圖像，提取激光 線輪廓； 步驟8:定位激光線輪廓的中屯、線位置，并得到激光線的中屯、線上各點在圖像坐標系上 的坐標； 步驟9:將激光線的中屯、線上各點在圖像坐標系上的坐標帶入步驟4的公式中，計算面 陣相機獲取的圖像上激光線中屯、線各點的Ξ維坐標(χ/，/，z/ ); 步驟10:通過透視變換將步驟9得到的激光線中屯、線上各點的Ξ維坐標對應到線陣相 機采集到的可視圖像上，形成各個點的四維坐標(χ/，/，ζ/，g); 垂直線結(jié)構(gòu)光平面均勻平移成像物體，由面陣相機對成像物體表面激光線連續(xù)拍攝， 從而獲取成像物體上不同位置的Ξ維信息和灰度信息，然后通過10步驟得到四維信息，進 行拼接后得到成像物體的Ξ維輪廓。2. 針對權(quán)利要求1所述一種基于深度信息與可視圖像信息相融合的車輛信息采集裝 置，其特征在于:包括線性激光器、面陣相機、線陣相機、外殼與連接支架;其中，線陣相機與 線性激光器共用同一安裝支架進行支撐。面陣相機安裝于面陣相機支架上。安裝支架與面 陣相機支架間通過連接支架相連，使面陣相機的鏡頭軸線與線性激光器的投影光軸共面A; 上述線性激光器、線陣相機W及面陣相機通過外殼封裝。3. 如權(quán)利要求2所述一種基于深度信息與可視圖像信息相融合的車輛信息采集方法， 其特征在于:所述線陣相機與面陣相機共用一個線性激光器。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于深度信息與可視圖像信息相融合的車輛信息采集方法及裝置，適用不同波段的結(jié)構(gòu)光激光器。由激光器向成像物體表面投影結(jié)構(gòu)光，由面陣相機獲取結(jié)構(gòu)光與成像物體相交的激光線；由線陣相機采集成像物體的可視圖像灰度信息；計算激光線中心線各點的三維坐標；通過透視變換將激光線中心線上各點的三維坐標對應到線陣相機采集到的可視圖像上，形成各個點的四維坐標。本發(fā)明的優(yōu)點為：能同時采集三維信息和可視圖像信息，3維信息在物體的測量等方面具有優(yōu)勢，而可視灰度圖像具有采集的連續(xù)性優(yōu)點，本發(fā)明結(jié)合了兩者之間的優(yōu)勢，可用于車輛底部，側(cè)部或者頂部等，同時采集車輛的可視圖像信息和深度信息。
【IPC分類】G01B11/24
【公開號】CN105571512
【申請?zhí)枴緾N201510938080
【發(fā)明人】韓濤, 李俠, 王洪志, 崔朝輝, 張亨, 高建齡
【申請人】北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月15日