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    1. 使用大標(biāo)定板統(tǒng)一坐標(biāo)

        上圖所示為單個(gè)標(biāo)定板圖像，大標(biāo)定板由若干單個(gè)標(biāo)定板組成，標(biāo)定板的大小和數(shù)量根據(jù)實(shí)際測量情況而定。

多個(gè)標(biāo)定板組合示意圖：

  (3)檢測流程

   先分別利用每張圖的兩條垂直邊計(jì)算出它們的交點(diǎn)，那么得到的4個(gè)交點(diǎn)就可以算出L1和L2的值，如下圖所示(以右下角相機(jī)為例)。

注意事項(xiàng)： 
        此種方法需要將多只相機(jī)的坐標(biāo)統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系中，并且單一相機(jī)還要做自己的校準(zhǔn)，保證精度。 根據(jù)檢測要求，設(shè)置取多少個(gè)點(diǎn)作為參考，但是這影響測試的時(shí)間，需酌情考慮。 

應(yīng)用領(lǐng)域： 
        手機(jī)和平板電腦面板尺寸的檢測。

    2. 使用相對運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一坐標(biāo)

         方案簡介： 

        此方法采用相機(jī)和被測物之間的相對運(yùn)動(dòng)來統(tǒng)一相機(jī)的坐標(biāo)，相機(jī)和被測物只要一方運(yùn)動(dòng)即可，記錄各個(gè)位置的坐標(biāo)，然后通過數(shù)學(xué)運(yùn)算來統(tǒng)一坐標(biāo)。通常情況下是相機(jī)位置固定，被測物通過機(jī)械手等運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行移動(dòng)，然后把相機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)一到機(jī)械手等運(yùn)動(dòng)裝置的原點(diǎn)。 

總體結(jié)構(gòu)：

 方法介紹： 

         通過相機(jī)拍攝的圖像對Mark點(diǎn)進(jìn)行定位，從而計(jì)算出被測物相對于標(biāo)準(zhǔn)位置的偏差，包含角度偏差和位移偏差，最終確定機(jī)械裝置需要旋轉(zhuǎn)的角度和平移的距離。選用手機(jī)觸摸屏和手機(jī)外殼的定位系統(tǒng)來介紹算法原理。 
        手機(jī)觸摸屏和手機(jī)外殼的定位系統(tǒng)，使用多支相機(jī)代替一支相機(jī)的方法進(jìn)行定位，使手機(jī)觸摸屏和手機(jī)外殼精確組裝。相機(jī)分為兩組，每組兩支相機(jī)，一組拍攝手機(jī)外殼(組1)，一組拍攝觸摸屏(組2)，兩組相機(jī)標(biāo)定方法相同，下面只介紹拍攝手機(jī)外殼的兩支相機(jī)的標(biāo)定。相機(jī)固定，機(jī)械手吸住手機(jī)外殼移動(dòng)，兩支相機(jī)分別拍攝手機(jī)外殼的兩個(gè)定位孔，使用模板匹配的方法對兩個(gè)定位孔進(jìn)行識別，如下圖所示：

定位校準(zhǔn) 
        以后在每次進(jìn)行檢測時(shí)，得到的結(jié)果都和標(biāo)準(zhǔn)線進(jìn)行比較，可以得到和標(biāo)準(zhǔn)線的夾角和相對于標(biāo)準(zhǔn)位置的位置偏差，根據(jù)得到的角度和位置偏差進(jìn)行校正。在校正過程中需要先旋轉(zhuǎn)后平移，做一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)實(shí)時(shí)校正。

應(yīng)用領(lǐng)域： 

手機(jī)或平板電腦觸摸屏和外殼的裝配定位。

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1. 標(biāo)定方法拼接圖像 

方案簡介： 

        對于有些大幅面物體 ，可以通過拍攝多幅圖像，每幅圖像覆蓋物體的不同的部分。如果攝像機(jī)經(jīng)過標(biāo)定并且它們與一個(gè)共有的世界坐標(biāo)系之間的相對關(guān)系已知，就可以通過不同的圖像進(jìn)行精確測量。 甚至可以將多幅圖像拼接為一副覆蓋整個(gè)物體的大圖，這個(gè)可以通過將每幅圖像都校正到同一個(gè)測量平面上實(shí)現(xiàn)。在結(jié)果圖像上，可以直接在世界坐標(biāo)系中進(jìn)行測量。 

圖像拼接示意圖：

安裝： 
        兩個(gè)攝像機(jī)或多個(gè)攝像機(jī)必須安裝在一個(gè)穩(wěn)定的平臺(tái)上，并且每幅圖像覆蓋整個(gè)場景的一部分。攝像機(jī)的方位可以隨意，也就是說不需要它們看起來平行或垂直于物體表面。調(diào)整攝像機(jī)焦距、燈光以及交迭區(qū)域，使用一個(gè)大的可以覆蓋整個(gè)視野的參照物。為了保證可以將多幅圖像拼接為一副大圖，它們之間必須存在一個(gè)小的交迭區(qū)域。交迭區(qū)域可以很小，因?yàn)檫@個(gè)交迭區(qū)域只是為了保證在拼接的結(jié)果圖像中沒有縫隙，下圖為交疊區(qū)域示意圖。

標(biāo)定： 
        圖像的標(biāo)定可以分為兩個(gè)步驟。 
        確定每個(gè)攝像機(jī)的內(nèi)參?？梢苑謩e對每個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定求取攝像機(jī)的內(nèi)參。 
        確定所有攝像機(jī)的外參。因?yàn)樽詈笠獙⑺械膱D像轉(zhuǎn)換到某一個(gè)世界坐標(biāo)系中，所以需要使用一個(gè)大的標(biāo)定物，這個(gè)標(biāo)定物可以出現(xiàn)在所有的圖像中，它可以由多個(gè)標(biāo)定板組合而成，標(biāo)定板的數(shù)量和使用攝像機(jī)的數(shù)量一致。下圖為兩個(gè)相機(jī)分別拍攝到的標(biāo)定圖像。 
  
        注意：為了確定攝像機(jī)的外參，每個(gè)攝像機(jī)只需要拍攝一副標(biāo)定圖像就已經(jīng)足夠。標(biāo)定物在多個(gè)攝像機(jī)分別進(jìn)行拍攝標(biāo)定圖像的過程中不可以移動(dòng)。理想情況下，這些標(biāo)定圖像應(yīng)該同時(shí)獲取。

將單個(gè)圖像拼接為一個(gè)大圖： 
        首先，每幅圖像都必須進(jìn)行校正，將這些圖像轉(zhuǎn)換到一個(gè)共有的坐標(biāo)系中，它們之間就會(huì)正確匹配。在得到所有進(jìn)行校正圖像需要的映射圖后，使用兩個(gè)攝像機(jī)拍攝的每個(gè)圖像對都可以進(jìn)行校正并且高效的拼接。拼接的結(jié)果圖由兩幅校正后的圖像組成，每個(gè)校正后的圖像占圖像的一個(gè)部分，下圖為校正后的圖像和拼接結(jié)果。

應(yīng)用領(lǐng)域： 
液晶面板表面質(zhì)量的檢測 

2. 非標(biāo)定方法拼接圖像 

簡介： 
       此種方法和前三種方法相比精度較低，適用于不需要實(shí)現(xiàn)高精度拼接的應(yīng)用場合。這種拼接方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，并且每幅單獨(dú)的圖像可以自動(dòng)進(jìn)行排列。 
拍攝單幅圖像規(guī)則： 

在拍攝每幅圖像時(shí)需要遵循下面這些規(guī)則： 
        (1) 相鄰的圖像之間必須有交迭 
        (2) 圖像之間的交迭區(qū)域必須有比較明顯的特征，這樣就可以保證比較精確的自動(dòng)匹配過程。如果在某些交迭區(qū)域內(nèi)的特征不明顯那么可以通過定義合適的圖像對來克服。如果整個(gè)物體的特征都不是特別明顯，那么交迭區(qū)域就應(yīng)該更大一些。 
        (3) 交迭的圖像的縮放比例必須大約相等。一般情況下，縮放比例的不同不能超過 5－10％ 
        (4) 這些圖像的亮度應(yīng)該相似，至少在交迭區(qū)域部分的亮度相似。否則，如果亮度區(qū)別非常明顯的話，圖像之間的接縫在結(jié)果圖像中就非常明顯，如下圖所示。

定義交疊圖像對： 
       需要定義一些交迭圖像對，通過匹配確定這些圖像對之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。匹配的過程只會(huì)應(yīng)用在這些交迭圖像對上。

      如果需要拼接的圖像比較多，或者交迭圖像每行圖像比較多，此時(shí)合理徹底地安排圖像對的配置十分重要。否則就可能有些圖像不能實(shí)現(xiàn)精確匹配。這主要是因?yàn)樵肼曉斐牲c(diǎn)坐標(biāo)的一些誤差導(dǎo)致不能準(zhǔn)確計(jì)算圖像之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，這些誤差會(huì)由一個(gè)圖像傳到下一幅圖像上。 

提取圖像中的特征點(diǎn)：
       提取出的特征點(diǎn)的數(shù)量影響運(yùn)行時(shí)間以及匹配的結(jié)果。特征點(diǎn)的數(shù)量越多，匹配的過程就越慢。但是太少的特征點(diǎn)將增大產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)果的可能性。 

在交迭的區(qū)域中匹配特征點(diǎn)并且確定圖像之間轉(zhuǎn)換關(guān)系： 
        在進(jìn)行圖像拼接過程中最重要的任務(wù)就是圖像對之間的匹配過程。匹配的圖像對可以有任意的平移和旋轉(zhuǎn)，唯一的要求就是圖像應(yīng)該有大約相同的縮放比例。如果圖像之間平移和旋轉(zhuǎn)的信息可用，它就可以用來限定尋找區(qū)域，這樣就可以加速匹配過程并且使算法更加健壯。匹配特征點(diǎn)過程如下圖所示。

生成拼接圖像 
        知道了圖像對之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，就可以調(diào)用函數(shù)進(jìn)行圖像拼接，下圖為拼接好的圖像。

注意： 
       需要注意球面拼接的情況，上述方法只適用于攝像機(jī)繞光心旋轉(zhuǎn)或縮放。如果攝像機(jī)的移動(dòng)包含平移或不是嚴(yán)格繞光心的旋轉(zhuǎn)，使用這種方法得到的拼接結(jié)果將不準(zhǔn)確也就不能夠用在精確測量的場合。 

應(yīng)用領(lǐng)域： 
(1) 街景的拼接。 
(2) 電子地圖的制作。 
(3) 醫(yī)學(xué)影像的拼接。

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