目的研究并提出一種簡單的面結構光投影儀的標定方法,結合試驗搭建的測量平臺,實現(xiàn)對飲料瓶、易拉罐、瓶蓋等形狀規(guī)則的包裝件以及輪廓復雜人臉的準確測量。方法首先借助二維灰度棋盤格標定板并采用張正友法標定好攝像機,再向標定板投影設定好的黑白棋盤格圖案,然后結合圖像閾值分割和形態(tài)學操作方法獲取相機捕獲投影圖案的特征點坐標,最后使用標定好的攝像機參數(shù)來標定投影儀。結果文中提出的標定方式相對操作簡單、成本低,且在x和y方向的重投影誤差基本都小于1個像素。結論測量實驗結果表明,文中標定方法能保證對人臉模型較理想的測量精度,有較好的應用范圍。 

【文章來源】：包裝工程. 2020,41(19)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

測量系統(tǒng)模型

薪庀轡淮?恚?蟪雒扛魷袼?點對應的相位值。由于直接所求的是包裹相位，需要通過相位解包裹來獲取每個像素點的絕對相位，最后結合系統(tǒng)的標定結果計算得到待測物體輪廓的空間三維點云。該測量方法存在一定的問題，如：投影光柵條紋的非正弦性，依賴解相位的精度。文中搭建的測量系統(tǒng)由近紅外投影儀和近紅外攝像機構成，其結構簡單，成本低，系統(tǒng)模型見圖1。圖1測量系統(tǒng)模型Fig.1Modelofmeasurementsystem文中三維測量算法的原理為：首先，生成的格雷碼圖案序列保證投影圖案的每個像素點都有確定的碼值，原理見圖2。測量時，投影儀生成水平和豎直2組不同方向的格雷碼圖案序列，依次向被測物體投射2組不同方向的格雷碼編碼圖案，并使用攝像機同步拍攝。對攝像機同步拍攝獲得的圖像數(shù)據(jù)，對其進行格雷碼解碼，求得相機圖像像素點坐標值對應的投影儀圖像像素點坐標值，然后結合相機和投影儀內外參數(shù)將像素坐標點轉換成對應的世界坐標點，然后求取空間兩直線OCPIC與OPPIP的交點坐標作為被測物體表面輪廓點對應的空間三維坐標。若OCPIC與OPPIP異面，則設定兩直線的距離為閾值進行篩選，并將兩直線距離的中點坐標作為被測物體表面輪廓點對應的空間三維坐標。圖2直接格雷碼編碼原理Fig.2PrincipleofdirectGraycodecoding2投影儀模型及原理2.1投影儀的模型雖然投影儀不具備拍照功能，但是，根據(jù)投影儀與相機的工作原理，它們工作過程是完全相反的；即投影儀可以模擬一個與相機一樣的數(shù)學模型[13]，見圖3。圖3投影儀數(shù)學模型Fig.3Mathematicalmodelofprojector2.2標定原理由上述投影儀數(shù)學模型可知。投影儀圖像像素坐標系上一點p(u，v)可以經?

?取空間兩直線OCPIC與OPPIP的交點坐標作為被測物體表面輪廓點對應的空間三維坐標。若OCPIC與OPPIP異面，則設定兩直線的距離為閾值進行篩選，并將兩直線距離的中點坐標作為被測物體表面輪廓點對應的空間三維坐標。圖2直接格雷碼編碼原理Fig.2PrincipleofdirectGraycodecoding2投影儀模型及原理2.1投影儀的模型雖然投影儀不具備拍照功能，但是，根據(jù)投影儀與相機的工作原理，它們工作過程是完全相反的；即投影儀可以模擬一個與相機一樣的數(shù)學模型[13]，見圖3。圖3投影儀數(shù)學模型Fig.3Mathematicalmodelofprojector2.2標定原理由上述投影儀數(shù)學模型可知。投影儀圖像像素坐標系上一點p(u，v)可以經過矩陣變換到對應的世界坐標系上的點p(xw,yw,zw)。該過程的坐標轉換公式可表示為：

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3477150