[发明专利]面结构光三维测量系统的标定方法

权利要求书

1.一种面结构光三维测量系统的标定方法，其特征在于，所述方法包括：

使用覆盖全视场的玻璃棋盘格标定板标定摄像机内参和畸变；

分别投射左右视场投影图像到一半白色一半投影图像的专用标定板白色区域，标定投影仪内参和畸变；

垂直移动所述专用标定板，建立三维重建坐标系；

根据所述三维重建坐标系标定摄像机外参和投影仪外参。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，使用覆盖全视场的玻璃棋盘格标定板标定摄像机内参和畸变，包括：

在视场和景深范围内不同位置不同角度放置玻璃棋盘格标定板；

采集多幅靶标图像；

根据所述靶标图像计算得到摄像机内参矩阵和镜头畸变系数矩阵。

3.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，分别投射左右视场投影图像到一半白色一半投影图像的专用标定板白色区域，标定投影仪内参和畸变，包括：

分别采集所述左右视场投影图像对应的投影棋盘格图像与实际棋盘格图像；

利用标定的摄像机内参、畸变和实际棋盘格图像坐标，解算所述专用标定板所在位置的外参；

利用所述专用标定板上投影棋盘格角点的图像坐标，计算所述投影棋盘格角点的空间坐标；

根据所述空间坐标及对应的左右视场投影图像中各角点图像坐标标定投影仪内参和镜头畸变参数。

4.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，分别采集所述左右视场投影图像对应的投影棋盘格图像与实际棋盘格图像，包括：

所述投影仪将左视场投影图像投影到所述专用标定板的白色区域；

所述摄像机分别采集多组所述左视场投影图像对应的投影棋盘格图像和实际棋盘格图像；

水平旋转所述专用标定板；

所述投影仪将右视场投影图像投影到所述专用标定板的白色区域；

所述摄像机分别采集多组所述右视场投影图像对应的投影棋盘格图像和实际棋盘格图像。

5.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，利用标定的摄像机内参、畸变和所述实际棋盘格图像坐标，解算所述专用标定板所在位置的外参，包括：

建立空间坐标系；

根据实际棋盘格尺寸得到各角点空间坐标；

从所述左右视场投影图像对应的实际棋盘格图像中分别提取实际棋盘格图像角点坐标；

根据标定的摄像机内参、畸变计算得的各个位置空间坐标系到摄像机坐标系的旋转矩阵和平移矩阵。

6.根据权利要求5所述的标定方法，其特征在于，利用所述专用标定板上投影棋盘格角点的图像坐标，计算所述投影棋盘格角点的空间坐标，包括：

分别对所述左右视场投影图像对应的投影棋盘格图像进行畸变校正；

提取无畸变投影棋盘格图像的角点坐标；

根据所述摄像机内参、畸变、各位置的旋转矩阵、平移矩阵及所述无畸变投影棋盘格图像的角点坐标，计算得到对应的投影棋盘格角点的空间坐标。

7.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，垂直移动所述专用标定板，建立三维重建坐标系，包括：

将所述专用标定板固定于垂直升降台上，建立三维重建坐标系；

以固定间隔移动所述专用标定板；

根据所述专用标定板上棋盘格尺寸与所述固定间隔得到实际棋盘格各个角点空间坐标。

8.根据权利要求7所述的标定方法，其特征在于，根据所述三维重建坐标系标定摄像机外参和投影仪外参，包括：

分别采集间隔固定距离的多组左视场投影图像对应的投影棋盘格图像与实际棋盘格图像；

根据所述实际棋盘格各角点空间坐标与实际棋盘格各角点的图像坐标标定摄像机外参；

根据左视场投影图像中各角点的图像坐标与投影棋盘格各角点的空间坐标标定投影仪外参。