[發明專利]單目空間結構光系統結構校準方法及裝置

有效

• 申請號: 202011005437.6
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112184811B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 戶磊;李東洋;化雪誠;王海彬;劉祺昌
• 申請（專利權）人: 合肥的盧深視科技有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李文清

1.一種單目空間結構光系統結構校準方法，其特征在于，包括：

獲取包含有平面區域的場景圖對應的第一散斑圖以及包含有參考面的第二散斑圖；所述平面區域位于光學傳感器的視野中；所述第一散斑圖是通過散斑投射器向所述平面區域投射散斑，并通過光學傳感器采集得到；

基于單目空間結構光系統結構變動后散斑點的位置變化信息以及小孔成像模型，確定所述第一散斑圖與所述第二散斑圖中匹配的同名點對之間的位置關系；

基于所述位置關系，生成與所述場景圖行對齊的參考圖，完成所述單目空間結構光系統的結構校準；

所述基于單目空間結構光系統結構變動后散斑點的位置變化信息以及小孔成像模型，確定所述第一散斑圖與所述第二散斑圖中匹配的同名點對之間的位置關系，具體包括：

基于所述單目空間結構光系統結構變動后散斑點的位置變化信息以及小孔成像模型，確定用于表征所述單目空間結構光系統結構變動的轉換矩陣；所述小孔成像模型用于確定所述散斑點在所述單目空間結構光系統中光學傳感器成像后的像素位置，所述轉換矩陣包括旋轉矩陣和平移矩陣；在確定所述轉換矩陣時，先確定點P₀與點P’之間的關系，計算得到結構變換，再通過不同距離下各點P’得到同一距離下的點P的分布圖案；所述點P₀為所述參考面上的散斑點，所述點P’為所述點P₀相對所述散斑投射器的向量基于所述旋轉矩陣進行空間旋轉后基于所述平移矩陣進行平移得到；所述點P為所述點P₀的同名點；經過同名點匹配后，基于所述小孔成像模型，計算得到所述轉換矩陣；

基于所述轉換矩陣，確定所述第一散斑圖與所述第二散斑圖中匹配的同名點對之間的位置關系。

2.根據權利要求1所述的單目空間結構光系統結構校準方法，其特征在于，所述單目空間結構光系統結構變動后散斑點的位置變化信息，具體通過如下方式確定：

確定所述散斑點相對于所述單目空間結構光系統中散斑投射器的位置信息；

基于所述位置信息以及光束直線傳播原理，確定所述位置變化關系。

3.根據權利要求1所述的單目空間結構光系統結構校準方法，其特征在于，所述基于所述位置關系，生成與所述場景圖行對齊的參考圖，具體包括：

基于所述位置關系，將所述平面區域所處的平面映射至所述參考面；

基于映射后的所述參考面，生成所述參考圖。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的單目空間結構光系統結構校準方法，其特征在于，所述第一散斑圖與所述第二散斑圖中匹配的同名點對，通過如下方式確定：

基于灰度的模板匹配算法和/或基于特征的匹配算法，確定所述第一散斑圖與所述第二散斑圖中匹配的同名點對。

5.根據權利要求4所述的單目空間結構光系統結構校準方法，其特征在于，所述基于灰度的模板匹配算法具體包括：絕對差異之和快速匹配算法、歸一化互相關算法以及零基歸一化互相關算法。

6.根據權利要求4所述的單目空間結構光系統結構校準方法，其特征在于，所述基于特征的匹配算法具體包括：尺度不變特征轉換算法、哈里斯角點檢測算法以及加速段測試的特征檢測算法。