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基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究

张慧娟,  熊芝,  劳达宝,  周维虎

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文章导航 > 红外与激光工程  > 2019 >  48(5): 517005-0517005(6)
张慧娟, 熊芝, 劳达宝, 周维虎. 基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517005-0517005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517005
引用本文: 张慧娟, 熊芝, 劳达宝, 周维虎. 基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(5): 517005-0517005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517005
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Zhang Huijuan, Xiong Zhi, Lao Dabao, Zhou Weihu. Monocular vision measurement system based on EPNP algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 517005-0517005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517005
Citation: Zhang Huijuan, Xiong Zhi, Lao Dabao, Zhou Weihu. Monocular vision measurement system based on EPNP algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(5): 517005-0517005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0517005
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基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0517005
  • 1.

    湖北工业大学 机械学院,湖北 武汉 430068;

  • 2.

    中国科学院光电研究院,北京 100094

基金项目: 

中国科学院重点部署项目（KFZD-SW-415-1）;国家重点研发计划重大科学仪器设备开发（2017YFF0107300）;中国科学院装备研制项目（YZ201618）;大尺寸多站异构网络动态测量与空间位姿溯源方法与技术（2017YFF0204802）

详细信息
    作者简介:

    张慧娟(1993-),女,硕士生,主要从事计算机视觉方面的研究。Email:azhj147258@163.com

    通讯作者: 熊芝(1985-),女,副教授,博士,主要从事大尺寸测量、激光及光电检测技术方面的研究。Email:xiongzhi0611@163.com;劳达宝(1984-),男,副研究员,博士,主要从事光电大尺寸测量技术方面的研究。Email:laodabao@aoe.ac.cn; 熊芝(1985-),女,副教授,博士,主要从事大尺寸测量、激光及光电检测技术方面的研究。Email:xiongzhi0611@163.com;劳达宝(1984-),男,副研究员,博士,主要从事光电大尺寸测量技术方面的研究。Email:laodabao@aoe.ac.cn

  • 中图分类号: TP391

Monocular vision measurement system based on EPNP algorithm

  • 1.

    School of Mechanical Engineering,Hubei University of Technology,Wuhan 430068,China;

  • 2.

    Institute of Optics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100094,China

  • 摘要: 利用计算机视觉进行姿态测量的方法已广泛应用于现代控制、导航、跟踪等多个领域中。研究并设计了一种基于P4P矩形分布的平面靶标和EPNP算法结合的单目视觉姿态测量方法。首先，利用单相机获取平面靶标图像，经图像处理后得到四个特征点的像素坐标，并使用EPNP算法进行姿态解算；其次，对姿态角测量误差进行了仿真分析，为提高姿态测量精度提供了理论指导和依据；最后，提出一种与高精度二维转台结合的坐标系配准方法，利用该方法对三个方向姿态角精度进行验证。实验结果表明：当绕x和y轴的转动角度在[-6，6]时，姿态测量误差小于0.1，可以满足测量应用需求。
    Abstract: The method of pose measurement using computer vision is widely used in modern control, navigation, tracking and other fields. A monocular visual pose measurement method was studied and designd based on P4P rectangular distribution of planar target and EPNP algorithm in this paper. Firstly, a single camera was used to obtain the plane target image. After the image processing, the pixel coordinates of the four feature points were obtained, and the EPNP algorithm was used to perform the attitude calculation. Secondly, the simulation analysis of pose error measurement provides theoretical guidance and basis for improving attitude measurement accuracy. Finally, a coordinate system registration method combined with a high-precision two-dimensional turntable was proposed. The method was used to verify the accuracy of the three-direction attitude angles. The experimental results show that the rotation angle around the x and y axes is[-6, 6], the pose measurement error is less than 0.1 to meet the measurement application requirements.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-12-09
  • 修回日期:  2019-01-01
  • 刊出日期:  2019-05-25

基于EPNP算法的单目视觉测量系统研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0517005
  • 1. 湖北工业大学 机械学院,湖北 武汉 430068;
  • 2. 中国科学院光电研究院,北京 100094
    • 作者简介:

    张慧娟(1993-),女,硕士生,主要从事计算机视觉方面的研究。Email:azhj147258@163.com

    通讯作者: 熊芝(1985-),女,副教授,博士,主要从事大尺寸测量、激光及光电检测技术方面的研究。Email:xiongzhi0611@163.com;劳达宝(1984-),男,副研究员,博士,主要从事光电大尺寸测量技术方面的研究。Email:laodabao@aoe.ac.cn; 熊芝(1985-),女,副教授,博士,主要从事大尺寸测量、激光及光电检测技术方面的研究。Email:xiongzhi0611@163.com;劳达宝(1984-),男,副研究员,博士,主要从事光电大尺寸测量技术方面的研究。Email:laodabao@aoe.ac.cn
  • 收稿日期: 2018-12-09
  • 修回日期: 2019-01-01
  • 刊出日期: 2019-05-25
基金项目:

中国科学院重点部署项目（KFZD-SW-415-1）;国家重点研发计划重大科学仪器设备开发（2017YFF0107300）;中国科学院装备研制项目（YZ201618）;大尺寸多站异构网络动态测量与空间位姿溯源方法与技术（2017YFF0204802）

  • 中图分类号: TP391

摘要: 利用计算机视觉进行姿态测量的方法已广泛应用于现代控制、导航、跟踪等多个领域中。研究并设计了一种基于P4P矩形分布的平面靶标和EPNP算法结合的单目视觉姿态测量方法。首先，利用单相机获取平面靶标图像，经图像处理后得到四个特征点的像素坐标，并使用EPNP算法进行姿态解算；其次，对姿态角测量误差进行了仿真分析，为提高姿态测量精度提供了理论指导和依据；最后，提出一种与高精度二维转台结合的坐标系配准方法，利用该方法对三个方向姿态角精度进行验证。实验结果表明：当绕x和y轴的转动角度在[-6，6]时，姿态测量误差小于0.1，可以满足测量应用需求。

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