為實現(xiàn)對線結構光的高精度標定,提出一種新的基于二維平面靶標的線結構光標定算法。首先擬合圖像坐標系下光條直線方程,通過圖像坐標系與相機坐標系的轉換關系求解相機坐標系下在圖像中的光條直線方程;求解過相機坐標系原點與此直線所確定的平面方程,之后確定二維靶標平面在相機坐標系下的平面方程,此兩平面的交線即為標定板上的光條直線在相機坐標系下的方程;每幅標定板圖像均做以上處理,通過最終提取出的多組光條中心線擬合激光平面方程。實驗表明,在一般的實驗環(huán)境下,此算法彌補了以往算法的標定點少的缺陷,具有高精度和操作簡便的優(yōu)點,最大差值為0.006 mm。 

【文章來源】：儀器儀表學報. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

線結構光平面標定算法流程

如圖2所示,以攝像機光心(攝像機光心即透鏡的中心)為相機坐標系的原點建立相機坐標系,以虛擬成像面的左上角為原點建立圖像坐標系,圖像坐標系建立在光學系統(tǒng)的右面,因為在推導相機標定的坐標系關系時,為了便于理解,認為光線先通過成像平面,再在相機坐標系上匯聚到一點,故把成像面用虛擬成像面代替了。設點p(u,v)為圖像坐標系下的坐標,根據(jù)張氏標定法[15]有:

式中:a,b,c為圖像坐標系下的直線方程系數(shù);(u,v)為圖像坐標系下的坐標,pixel。提取圖3中激光條紋中心線如圖4所示,坐標單位為pixel。因圖像的像素以圖像的左上角作為原點,圖像像素的列數(shù)為橫向坐標值,圖像像素的行數(shù)為縱向坐標值,而提取的光條紋中心坐標是以左下角坐標原點,水平方向為X軸,豎直方向為Y軸,故提取出的光條紋中心坐標正好與圖像中的條紋方向相反。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于單應性矩陣的線結構光系統(tǒng)簡易標定方法[J]. 平乙杉,劉元坤.  光電工程. 2019(12)
[2]基于單應性矩陣的線結構光測量快速標定方法研究[J]. 彭謙之,楊雪榮,成思源,呂文閣.  機電工程. 2019(06)
[3]基于參考靶標的線結構光傳感器標定[J]. 周京博,李玥華,秦志英,黃風山,武哲.  光學學報. 2019(04)
[4]非接觸式三維重建測量方法綜述[J]. 丁少聞,張小虎,于起峰,楊夏.  激光與光電子學進展. 2017(07)
[5]基于自由靶標的線結構光視覺測量系統(tǒng)標定研究[J]. 楊凱,余厚云,楊超.  機電工程. 2016(09)
[6]基于線結構光參考平面的多攝像機靈活標定方法研究[J]. 占棟,肖建.  儀器儀表學報. 2015(09)
[7]基于一維靶標的結構光視覺傳感器標定[J]. 周富強,蔡斐華.  機械工程學報. 2010(18)
[8]基于激光交線的結構光視覺傳感器現(xiàn)場標定新方法[J]. 畢德學,劉方滔,薛強,李澤國.  儀器儀表學報. 2009(08)
[9]線結構光傳感系統(tǒng)的快速標定方法[J]. 韓建棟,呂乃光,董明利,婁小平.  光學精密工程. 2009(05)
[10]一種新型線結構光傳感器結構參數(shù)標定方法[J]. 段發(fā)階,劉鳳梅,葉聲華.  儀器儀表學報. 2000(01)

碩士論文
[1]蘋果采摘環(huán)境的多目標識別及三維重構[D]. 孔繁棟.燕山大學 2019



本文編號：3090617