[發明專利]編碼結構光三維視覺系統的標定方法

無效

• 申請號: 200910153612.3
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101673399A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 陳勝勇;胡正周;劉盛;李帥;王萬良
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王 兵;王利強

1、一種編碼結構光三維視覺系統的標定方法，所述標定方法包括以下步驟：

1)、攝像機標定過程：

采用二維標定模板，標靶為標準的黑白棋格組成，特征點為棋格的點組成，攝像機拍攝不同位置的多幅圖像，對所述多幅圖像選擇格子角點作為特征點，采用平面標定法對攝像機進行標定，得到攝像機內參數標定K，并得到均值焦距f；其特征在于：所述標定方法還包括：

2)、投影儀標定過程：

通過編碼產生的光模板投影到共同標靶上，黑白方格角點作為定位點，利用在攝像機標定中獲取的圖像，同時提取黑白方格角點圖像坐標，生成世界坐標；

投射單一白色光模板時，直接提取A₁，B₁兩角點的圖像坐標(u_A，v_A)，(u_B，v_B)，以及世界坐標為(X_A，Y_A，Z_A)，(X_B，Y_B，Z_B)，求直線L_i和L的交點，得到P₁點的圖像坐標，如P₁點的圖像坐標為(u_P，v_P)，世界坐標定義為(X_p，Y_P，Z_p)，因為A₁，B₁，P₁三點共面，所以Z_p＝Z_A＝Z_B，根據交比不變性，得到，

XA-XPXA-XB=vA-vPvA-vB,]]>YA-YPYA-YB=uA-uPuA-uB---(1)]]>

令

λx=vA-vPvA-vB,]]>λy=uA-uPuA-uB---(2)]]>

由(1)、(2)式得：

Xp=XA+λx(XB-XA)Yp=YA+λy(YB-YA)ZP=ZA=ZB---(3).]]>

λ_x，λ_y分別表示X和Y方向的交比系數，(X_p，Y_P，Z_p)表示光條邊緣特征點的世界坐標。

2、如權利要求1所述的編碼結構光三維視覺系統的標定方法，所述標定方法包括以下步驟：在所述步驟2)中，投影儀模型的建立過程為：

由投影儀坐標x_d和世界坐標X_w建立模型如下：

γxx1=m1m14m2m24XwYwZw1m11m12m13m14m21m22m23m24XwYwZw1---(4)]]>

γ是任一尺度因子，消除γ，變換(4)式得到：

m1XwYwZwT+m14m2XwYwZwT+m24=xd---(5)]]>

利用(5)式構造以m_ik為未知數的齊次線性方程組，然后通過奇異值分解求解投影儀參數；

建立簡化透視交比不變性幾何模型，假設空間點A、B、C位于同一條直線L上，以B為參考點，位置比率定義為：

PR(A，B，C)＝AB/AC???????????????????(6)

同理，A′、B′、C′是在透視中心O作用下，對應點A、B、C的成像點，開且位于同一點直線L1上，圖像坐標上的位置比率為：

PR(A′，B′，C′)＝A′B′/A′C′?????(7)

根據透視幾何原理的交比不變性，得到：

PR(A，B，C)＝PR(A′，B′，C′)???????(8)

在圖像中點A′、B′、C′也是位于同一直線L′上。

提取光模板中特征點的圖像坐標，根據(8)式求出參考點B的世界坐標，建立空間三維到一維坐標之間的映射關系來標定投影儀。