[發(fā)明專利]3D成像系統(tǒng)及其標(biāo)定方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310789766.1
• 申請(qǐng)日: 2023-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN116500851B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙迪迪;沈皓鈞;熊星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州華興源創(chuàng)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G03B35/00
• 分類號(hào): G03B35/00;G03B21/14;G02B13/22;H04N13/363
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 黃麗霞

1.一種3D成像系統(tǒng)的標(biāo)定方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括具有同一視野中心的遠(yuǎn)心鏡頭和至少兩個(gè)投影光機(jī)，所述方法包括：

獲取利用所述遠(yuǎn)心鏡頭采集第一標(biāo)定目標(biāo)所得到的標(biāo)定圖像，所述第一標(biāo)定目標(biāo)上設(shè)有多個(gè)參考點(diǎn)；

確定所述標(biāo)定圖像中所述參考點(diǎn)位于像素坐標(biāo)系的第一坐標(biāo)，根據(jù)預(yù)設(shè)的第一成像模型對(duì)所述遠(yuǎn)心鏡頭進(jìn)行標(biāo)定，得到所述遠(yuǎn)心鏡頭的第一初始標(biāo)定參數(shù)；

根據(jù)所述第一初始標(biāo)定參數(shù)，確定與所述第一坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述參考點(diǎn)相對(duì)于目標(biāo)投影光機(jī)坐標(biāo)系的第二坐標(biāo)；

根據(jù)所述第二坐標(biāo)，采用預(yù)設(shè)的第二成像模型對(duì)所述目標(biāo)投影光機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到所述目標(biāo)投影光機(jī)的第二初始標(biāo)定參數(shù)；

根據(jù)所述第一坐標(biāo)、所述第二坐標(biāo)、所述第一初始標(biāo)定參數(shù)和所述第二初始標(biāo)定參數(shù)，對(duì)所述遠(yuǎn)心鏡頭和所述目標(biāo)投影光機(jī)進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定，得到目標(biāo)標(biāo)定參數(shù)；

通過至少兩個(gè)所述投影光機(jī)分別向第二標(biāo)定目標(biāo)投射縱向相移條紋，獲取通過所述遠(yuǎn)心鏡頭采集的所述第二標(biāo)定目標(biāo)的至少兩組相移圖像；對(duì)至少兩組所述相移圖像進(jìn)行相位解析，得到對(duì)應(yīng)的相位值；根據(jù)所述相位值、所述目標(biāo)標(biāo)定參數(shù)，確定所述系統(tǒng)的相位高度模型參數(shù)，所述相位高度模型參數(shù)用于所述3D成像系統(tǒng)在三維測(cè)量中確定測(cè)量目標(biāo)的三維坐標(biāo)的Z值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一初始標(biāo)定參數(shù)，確定與所述第一坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述參考點(diǎn)相對(duì)于目標(biāo)投影光機(jī)坐標(biāo)系的第二坐標(biāo)，包括：

通過所述目標(biāo)投影光機(jī)分別向所述第一標(biāo)定目標(biāo)投射橫向相移條紋和縱向相移條紋；

獲取利用所述遠(yuǎn)心鏡頭采集的向所述第一標(biāo)定目標(biāo)投射橫向相稱條紋后所得到的橫向相移標(biāo)定圖像，以及獲取向所述第一標(biāo)定目標(biāo)投射縱向相稱條紋后所得到的縱向相移標(biāo)定圖像；

根據(jù)所述第一初始標(biāo)定參數(shù)對(duì)所述橫向相移標(biāo)定圖像和所述縱向相移標(biāo)定圖像進(jìn)行畸變校正；

對(duì)校正后的所述橫向相移標(biāo)定圖像和所述縱向相移標(biāo)定圖像進(jìn)行解相位，得到與所述第一坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的所述參考點(diǎn)相對(duì)于所述目標(biāo)投影光機(jī)坐標(biāo)系的第二坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一坐標(biāo)、所述第二坐標(biāo)、所述第一初始標(biāo)定參數(shù)和所述第二初始標(biāo)定參數(shù)，對(duì)所述遠(yuǎn)心鏡頭和所述目標(biāo)投影光機(jī)進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定，得到目標(biāo)標(biāo)定參數(shù)，包括：

根據(jù)所述第一初始標(biāo)定參數(shù)和所述第二初始標(biāo)定參數(shù)，確定所述目標(biāo)投影光機(jī)至所述遠(yuǎn)心鏡頭的初始旋轉(zhuǎn)平移矩陣；

確定所述參考點(diǎn)位于世界坐標(biāo)系的第三坐標(biāo)，根據(jù)所述第一初始標(biāo)定參數(shù)、所述第二初始標(biāo)定參數(shù)以及所述初始旋轉(zhuǎn)平移矩陣，將所述參考點(diǎn)的第三坐標(biāo)投影至所述遠(yuǎn)心鏡頭坐標(biāo)系下，得到所述參考點(diǎn)的第一投影坐標(biāo)；

將所述參考點(diǎn)的第三坐標(biāo)投影至所述目標(biāo)投影光機(jī)坐標(biāo)系下，得到所述參考點(diǎn)的第二投影坐標(biāo)；

根據(jù)所述第一坐標(biāo)、所述第二坐標(biāo)、所述第一投影坐標(biāo)和所述第二投影坐標(biāo)，對(duì)所述第一初始標(biāo)定參數(shù)、所述第二初始標(biāo)定參數(shù)以及所述初始旋轉(zhuǎn)平移矩陣進(jìn)行非線性優(yōu)化，得到優(yōu)化后的目標(biāo)標(biāo)定參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二標(biāo)定目標(biāo)采用平面純色漫反射板。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲取利用所述遠(yuǎn)心鏡頭采集第一標(biāo)定目標(biāo)所得到的標(biāo)定圖像，包括：

通過所述目標(biāo)投影光機(jī)向所述第一標(biāo)定目標(biāo)投射白光；

獲取利用所述遠(yuǎn)心鏡頭采集投射白光后的第一標(biāo)定目標(biāo)所得到的標(biāo)定圖像。