【摘要】 本发明属于测量技术领域，涉及对结构光视觉三维测量中结构光参数标定方法的改进。本发明提出一种基于一维靶标的结构光参数标定方法。当传感器安装完成后，由传感器的摄像机拍摄自由非平行移动一维靶标的多幅图像；根据一维射影变换获取靶标上特征线的消隐点，并与摄像机投影中心确定特征线在摄像机坐标系下的方向矢量；根据特征点之间的长度约束及特征线的方向约束，计算特征线上参考点的摄像机坐标，得到特征线在摄像机坐标系下的方程；利用射影变换和特征线的方程获得多个非共线的光条上控制点的摄像机坐标，拟合控制点得到结构光参数。本方法不需要高成本的辅助调整设备，标定精度高，过程简单，能够满足大尺寸结构光三维视觉测量的现场标定需要。 【专利类型】发明授权 【申请人】北京航空航天大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】100083 北京市海淀区学院路37号 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810239083.4 【申请日】2008-12-08 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101419708B 【公开公告日】2010-09-08 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101419708B 【授权公告日】2010-09-08 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G06T7/00; G01B11/00 【发明人】周富强 【主权项内容】一种基于一维靶标的结构光传感器标定方法，结构光传感器模型参数包括摄像机内部参数和结构光参数，所述的结构光参数，对于线结构光视觉传感器指结构光光平面的方程，其特征在于，1.1、调整结构光视觉传感器的摄像机镜头的焦距和光圈，保证摄像机在测量范围内能够拍摄清晰图像，固定好结构光视觉传感器，标定摄像机内部参数；1.2、设置一维标定靶标，所说的一维标定靶标的靶面上有中心共线的一行圆孔，圆孔的半径为2～4mm，精度为0.01mm，圆孔中心之间的距离为10～200mm，精度为0.01mm，圆孔的数量为3～20；选取靶标上圆孔中心为特征点，特征点构成的直线称为特征线，选取特征线上的一个端点为参考点；1.3、在摄像机的视场范围内，使结构光能够投射在靶标上形成光条，拍摄一幅图像，称为结构光标定图像；要求包括参考点对应的圆孔在内的至少3个圆孔和光条包含在拍摄图像内；将特征线与光条中心线的交点称为控制点；1.4、根据摄像机的畸变模型，校正结构光标定图像的畸变，得到无畸变结构光标定图像；提取无畸变结构光标定图像的特征点和光条中心线的图像坐标，根据摄像机模型，计算特征点和光条中心线的投影坐标；1.5、利用至少3个特征点的投影坐标及对应的靶标坐标，计算特征点与其投影点之间的一维射影变换；1.6、利用特征点的投影坐标，拟合得到特征线的投影直线，计算投影直线与光条中心线的交点得到控制点的投影坐标；根据步骤1.5得到的一维射影变换，计算控制点的靶标坐标；1.7、根据步骤1.5得到的一维射影变换，由特征线的无穷远点计算特征线的消隐点的投影坐标，根据摄像机模型，获得消隐点的摄像机坐标；1.8、在摄像机坐标系下，由消隐点和摄像机原点的连线计算得到特征线的直线方向矢量；根据特征点之间的长度约束和特征线的方向约束，计算得到参考点的摄像机坐标；由特征线的方向矢量和参考点的摄像机坐标，得到特征线在摄像机坐标系下的方程；1.9、由步骤1.6得到的控制点靶标坐标和步骤1.8得到的特征线在摄像机坐标系下的方程，计算得到控制点的摄像机坐标；1.10、将一维靶标非平行放置到摄像机视场范围内的不同位置，采用步骤1.3～1.9叙述的方法，获得至少3个非共线控制点的摄像机坐标；1.11、利用所有非共线控制点的摄像机坐标，拟合平面得到结构光光平面在摄像机坐标系下的方程； 1.12、将标定好的摄像机内部参数、结构光光平面方程系数保存到系统参数文件中，以备测量阶段调用。。该数据由<>整理 【当前权利人】北京航空航天大学 【当前专利权人地址】北京市海淀区学院路37号 【统一社会信用代码】12100000400011227Y 【被引证次数】2 【被自引次数】2.0 【家族被引证次数】36
