东南大学吴京获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种基于平整标记的建筑构件三维位姿及视觉测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117146707B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311238407.3,技术领域涉及:G01B11/00;该发明授权一种基于平整标记的建筑构件三维位姿及视觉测量方法是由吴京;蔡建国;顾云凡;刘晨昱;蒋心朗设计研发完成,并于2023-09-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于平整标记的建筑构件三维位姿及视觉测量方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于平整标记的建筑构件三维位姿及视觉测量方法,包括楼地面、建筑构件、若干平整标记以及双目相机系统;平整标记的图案包括标定板图案和编号图案,使得平整标记在拍摄后实现数据的自动归类;确定了拍摄平整标记的流程;根据坐标系转化建立了理论世界坐标系,避免传统方法导致的坐标系整体平移偏差和三轴旋转偏差以及误差累积问题,通过坐标系转化实现所有相机坐标系向理论世界坐标系的统一,可实现小幅面相机对大尺寸构件的坐标拼接。
本发明授权一种基于平整标记的建筑构件三维位姿及视觉测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于平整标记的建筑构件三维位姿的视觉测量方法,所述基于平整标记的建筑构件三维位姿包括楼地面、建筑构件、若干平整标记以及双目相机系统;建筑构件垂直安设在楼地面上,在楼地面以及建筑构件表面均粘贴若干平整标记; 将若干平整标记分组,每组包含的平整标记从建筑构件开始,沿着垂直楼地面方向由建筑构件顶部、建筑构件底部至楼地面顺次粘贴平整标记,且每组中仅有一个平整标记粘贴在楼地面上,定义粘贴在建筑构件上的平整标记为构件平整标记,粘贴在楼地面的平整标记为楼地面平整标记; 所述双目相机系统架设在楼地面上,采用视线相交法对建筑构件或者楼地面进行拍摄,实现对粘贴在建筑构件或者楼地面上平整标记的三维坐标信息采集;其中,双目相机系统包含的两个相机在对建筑构件或者楼地面进行拍摄时,双目相机系统的拍摄范围仅包含两个在垂直向或者水平向相邻的平整标记组,每个相机与对应的拍摄对象之间形成的夹角相等; 平整标记包括单面磨砂的亚克力底板以及UV印刷的图案,图案布设在亚克力底板上; 图案包括标定板图案以及编号图案,所述标定板图案为黑色直角三角或者黑色标记圆,且在黑色直角三角或者黑色标记圆的外部边缘均布设黑色边框;双目相机系统拍摄平整标记上的黑色直角三角中心或黑色标记圆圆心; 在亚克力底板上,标定板图案呈网格状排布,编号图案在亚克力底板同一垂直方向上排布; 其特征在于,视觉测量方法具体包括以下步骤: 步骤S1:平整标记的设计;根据建筑构件的尺寸以及双目相机系统的拍摄范围,确定平整标记的尺寸以及数量; 步骤S2:平整标记的粘贴位置;每组平整标记中的一号标记设定为楼地面平整标记且被粘贴在楼地面上,而每组中的二号标记及后续标记设定为构件平整标记且被粘贴在建筑构件上; 步骤S3:启动双目相机系统按照固定顺序进行拍摄;双目相机系统每次拍摄仅拍摄位于水平或者垂直向上相邻的两块平整标记;定义主视视角中的左右上下,先自下而上拍摄最左侧垂直方向上相邻的两块平整标记,再自下而上拍摄自左向右位于第二个垂直方向的平整标记;当第一垂直方向和第二垂直方向的平整标记均拍摄完毕后,再拍摄水平向上相邻的两块平整标记,自下而上拍摄位于同一水平向上第一垂直方向和第二垂直方向的两块相邻平整标记,再自下而上拍摄位于同一水平向上第二垂直方向和第三垂直方向的两块相邻平整标记,直至完成所有拍摄; 步骤S4:通过步骤S3中双目相机系统的拍摄,采集所有平整标记的三维坐标信息,即为相机坐标系下平整标记上标定板图案中黑色直角三角中心或黑色标记圆圆心的坐标; 步骤S5:建立理论世界坐标系和第一次拍摄的坐标系转化;根据建筑构件的建立需求,建立设计时的理论世界坐标系;求解出理论世界坐标系下建筑构件最左侧下方的楼地面上楼地面平整标记所有点的理论三维坐标,即相机坐标系下的坐标; 通过最左侧竖直方向的第一幅采集图像,得到楼地面平整标记在相机坐标系下的坐标;通过坐标系转化,即可求解出从第一幅相机坐标系转化到理论世界坐标系的平移向量和旋转矩阵; 步骤S6:根据坐标系转化,将第一次拍摄中的第二块平整标记进行坐标转化;基于理论世界坐标系建立和第一幅采集图像的坐标系转化,求解出第一幅中的第二块平整标记经过已求解的第一幅平移向量和旋转矩阵后的理论世界坐标系坐标;第二块平整标记为自下向上的第一块构件平整标记; 步骤S7:将第二次拍摄中的第二块平整标记进行坐标转化;再根据第二幅中拍摄的自下向上的第一块构件平整标记的相机坐标系坐标和上述已求出的理论世界坐标系坐标,求解出第二幅采集图像中相机坐标系转化到理论世界坐标系的平移向量和旋转矩阵;重复步骤步骤S6-步骤S7,将所有平整标记内的点均换算到理论世界坐标系中; 步骤S8:通过建立的理论世界坐标系,以及步骤S7得到的所有位于建筑构件上的平整标记上的黑色直角三角或黑色标记圆在理论世界坐标系中的坐标,计算得到建筑构件的表面平整情况; 步骤S9:通过步骤S7获得的建筑构件顶部粘贴的平整标记中位于顶部的一行中黑色直角三角或黑色标记圆的相机坐标系坐标,向理论世界坐标系的水平面作垂线垂足,再计算垂足与建筑构件底部粘贴的平整标记中位于底部的一行中黑色直角三角或黑色标记圆的相机坐标系坐标的距离差,即可计算得到建筑构件的垂直偏差。
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