[發明專利]一種使用非特制靶標的線結構光平面標定方法

在審

• 申請號: 202110280073.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113155057A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 陳琳;鐘國威;王耀偉;潘海鴻;梁安;潘壽嶺;張琦偉
• 申請（專利權）人: 廣西大學;廣西安博特智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25;G06T5/00;G06T7/136;G06T7/80;G06T7/90
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1.一種使用非特制靶標的線結構光平面標定方法，該方法固定相機與線結構光激光器位置，使用簡易的非特制靶標置于相機視場內，打開激光器，激光投影在非特質靶標上形成激光條紋，其特征在于：包括以下步驟

(1)調整非特制靶標位姿，同時采集非特制靶標在不同位姿下的光條投影圖像k張(k至少為2)；

(2)對所采集的k張圖像進行圖像預處理：至少包括灰度處理、濾波降噪以及二值化分割；

(3)使用Steger算法提取每一張預處理后的圖像中的亞像素級激光條紋骨骼圖；

(4)集合k張所提取激光條紋骨骼圖，并用這些骨骼圖中的條紋截面中心亞像素點構成線結構光平面初始點云集C_r；

(5)對步驟(4)中構成的初始點云集C_r采用最小二乘法進行第一次平面擬合，得到初始線結構光平面P₁；采用A₀x+B₀y+C₀z+D₀＝0標準格式作為平面P₁的平面方程，確定該平面方程中的方程系數參數A₀，B₀，C₀，D₀；x，y，z為平面方程的變量；

(6)根據點到平面距離公式計算所構成的初始點云集C_r中各個條紋截面中心亞像素點到初始線結構光平面P₁的距離，構成數據集H，并由數據集H擬合出點云集中的條紋截面中心亞像素點隨到初始線結構光平面P₁的距離的分布函數G，該分布函數G符合正態分布；計算數據集H的平均值μ與方差σ，根據距離分布函數G，按照t％為置信度剔除點云中偏離較大的離群點，用保留在t％置信區間內的所有條紋截面中心亞像素點形成精確點云集C；

(7)對步驟(6)中所生成的精確點云集C，再次利用最小二乘法擬合得到線結構光精確擬合平面P₂的平面方程，并確定P₂的平面方程中的系數參數A₁，B₁，C₁，D₁；以所獲得的精確擬合平面P₂的參數作為最終激光平面參數。

2.根據權利要求1所述的一種使用非特制靶標的線結構光平面標定方法，其特征在于：所述步驟(2)對采集的各個k張不同位姿下的圖像進行圖像預處理；首先，使用Gray(i,j)＝0.8*R(i,j)+0.1*G(i,j)+0.1*B(i,j)(其中i，j為圖像中像素點的橫縱坐標值，坐標原點處于圖像左上角，Gray(i,j)為當前像素點灰度值，R(i,j)為當前像素點的紅色通道分量，G(i,j)為當前像素點的綠色通道分量，B(i,j)為當前像素點的藍色通道分量)對所采集的圖像進行灰度化處理；然后，對灰度化圖像進行高斯濾波去除噪點；最后，對去噪后的圖像進行二值化分割。