[發(fā)明專利]單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011005437.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112184811B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戶磊;李東洋;化雪誠(chéng);王海彬;劉祺昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥的盧深視科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/73
• 分類號(hào): G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李文清

1.一種單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：

獲取包含有平面區(qū)域的場(chǎng)景圖對(duì)應(yīng)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(qū)域位于光學(xué)傳感器的視野中；所述第一散斑圖是通過(guò)散斑投射器向所述平面區(qū)域投射散斑，并通過(guò)光學(xué)傳感器采集得到；

基于單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變動(dòng)后散斑點(diǎn)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(diǎn)對(duì)之間的位置關(guān)系；

基于所述位置關(guān)系，生成與所述場(chǎng)景圖行對(duì)齊的參考圖，完成所述單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)；

所述基于單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變動(dòng)后散斑點(diǎn)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(diǎn)對(duì)之間的位置關(guān)系，具體包括：

基于所述單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變動(dòng)后散斑點(diǎn)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(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變動(dòng)的轉(zhuǎn)換矩陣；所述小孔成像模型用于確定所述散斑點(diǎn)在所述單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中光學(xué)傳感器成像后的像素位置，所述轉(zhuǎn)換矩陣包括旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣；在確定所述轉(zhuǎn)換矩陣時(shí)，先確定點(diǎn)P₀與點(diǎn)P’之間的關(guān)系，計(jì)算得到結(jié)構(gòu)變換，再通過(guò)不同距離下各點(diǎn)P’得到同一距離下的點(diǎn)P的分布圖案；所述點(diǎn)P₀為所述參考面上的散斑點(diǎn)，所述點(diǎn)P’為所述點(diǎn)P₀相對(duì)所述散斑投射器的向量基于所述旋轉(zhuǎn)矩陣進(jìn)行空間旋轉(zhuǎn)后基于所述平移矩陣進(jìn)行平移得到；所述點(diǎn)P為所述點(diǎn)P₀的同名點(diǎn)；經(jīng)過(guò)同名點(diǎn)匹配后，基于所述小孔成像模型，計(jì)算得到所述轉(zhuǎn)換矩陣；

基于所述轉(zhuǎn)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(diǎn)對(duì)之間的位置關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變動(dòng)后散斑點(diǎn)的位置變化信息，具體通過(guò)如下方式確定：

確定所述散斑點(diǎn)相對(duì)于所述單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)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(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述基于所述位置關(guān)系，生成與所述場(chǎng)景圖行對(duì)齊的參考圖，具體包括：

基于所述位置關(guān)系，將所述平面區(qū)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(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)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(diǎn)對(duì)，通過(guò)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(diǎn)對(duì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)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(duì)差異之和快速匹配算法、歸一化互相關(guān)算法以及零基歸一化互相關(guān)算法。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單目空間結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)校準(zhǔn)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(zhuǎn)換算法、哈里斯角點(diǎn)檢測(cè)算法以及加速段測(cè)試的特征檢測(cè)算法。