凭借着测量精度高、测量速度快、可测范围大、非接触等优点,多目视觉测量系统在航空航天、汽车等领域的动态目标空间高精度定位中应用广泛。然而由于多目相机系统存在图像数据量大、匹配和重建算法运算复杂度高等特点,系统的实时性能面...凭借着测量精度高、测量速度快、可测范围大、非接触等优点,多目视觉测量系统在航空航天、汽车等领域的动态目标空间高精度定位中应用广泛。然而由于多目相机系统存在图像数据量大、匹配和重建算法运算复杂度高等特点,系统的实时性能面临挑战。本文提出了一种基于ZYNQ多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSOC)平台的分布式多目视觉测量系统,对图像采集、标志点匹配、光束法平差三维重建等算法进行架构优化,通过矩阵分块处理、构造任务级流水线等方法减少计算延迟和资源消耗,搭建了高效的系统硬件架构并部署到ZYNQ MPSOC平台。实验结果表明,系统可支持四路及以上高分辨率工业相机2048×2048×8 bit下最大42.3 fps的空间位置实时测量,同时目标点空间三维坐标的平均重投影误差仿真实验结果优于0.72 pixels,针对标志点测头的动态跟踪测量实验中,系统相对于C-Track光学动态跟踪测量系统最大误差129μm,标准差为43μm,可满足动态目标高精度测量需求。展开更多
基金国家自然科学基金(52175504)安徽省市场监督管理局科技计划(2022M K 050)项目资助。
文摘凭借着测量精度高、测量速度快、可测范围大、非接触等优点,多目视觉测量系统在航空航天、汽车等领域的动态目标空间高精度定位中应用广泛。然而由于多目相机系统存在图像数据量大、匹配和重建算法运算复杂度高等特点,系统的实时性能面临挑战。本文提出了一种基于ZYNQ多处理器片上系统(multi-processor system on chip,MPSOC)平台的分布式多目视觉测量系统,对图像采集、标志点匹配、光束法平差三维重建等算法进行架构优化,通过矩阵分块处理、构造任务级流水线等方法减少计算延迟和资源消耗,搭建了高效的系统硬件架构并部署到ZYNQ MPSOC平台。实验结果表明,系统可支持四路及以上高分辨率工业相机2048×2048×8 bit下最大42.3 fps的空间位置实时测量,同时目标点空间三维坐标的平均重投影误差仿真实验结果优于0.72 pixels,针对标志点测头的动态跟踪测量实验中,系统相对于C-Track光学动态跟踪测量系统最大误差129μm,标准差为43μm,可满足动态目标高精度测量需求。
