[发明专利]双相机线结构光测量系统优化方法及终端设备

权利要求书

1.一种双相机线结构光测量系统优化方法，其特征在于，所述方法应用于双相机线结构光测量系统，所述双相机线结构光测量系统包括激光器、左相机、右相机、标定板、凸台样件；所述方法包括：

S101：获取左相机和右相机采集的标定板的图像，并基于标定板的图像确定左相机和右相机的内外参数、左相机与右相机之间的转换矩阵、以及激光平面方程；

S102：获取左相机和右相机采集的凸台样件的图像，基于凸台样件的图像确定凸台样件的各个数据点的二维坐标，并基于左相机和右相机的内外参数、以及激光平面方程将凸台样件各个数据点的二维坐标转换为三维坐标；

S103：基于单相机坐标定义运动坐标系，基于左相机与右相机之间的转换矩阵将凸台样件各个数据点的三维坐标转换为在运动坐标系下的运动坐标，并根据凸台样件各个数据点的运动坐标确定凸台样件各个特征点的运动坐标；其中，单相机为左相机或右相机；

S104：对左相机采集的凸台样件各个特征点的运动坐标和右相机采集的凸台样件各个特征点的运动坐标进行比较；若对于同一个特征点，左相机采集的该特征点的运动坐标与右相机采集的该特征点的运动坐标之间的误差大于预设误差，则基于预设目标函数对左相机和右相机之间的转换矩阵进行优化；

其中，所述根据凸台样件各个数据点的运动坐标确定凸台样件各个特征点的运动坐标，包括：

S601：获取同一相机采集的凸台样件某一横截面的所有数据点，得到第一截面点集，并基于曲率变化从第一截面点集中提取第一候选点集，确定第一候选点集在运动坐标系预设平面上的投影点集；

S602：基于步骤S601确定凸台样件所有横截面对应的投影点集，并将各个投影点集中重合的数据点的坐标作为凸台样件各个特征点的运动坐标。

2.如权利要求1所述的双相机线结构光测量系统优化方法，其特征在于，步骤S101包括：

S201：获取左相机和右相机采集的标定板的不同位姿的图像，并基于标定板的不同位姿的图像标定左相机和右相机的内外参数、以及左相机和右相机之间的转换矩阵；

S202：通过激光器在标定板上投射激光条纹，获取左相机或右相机采集的标定板位于不同高度时的投射条纹图像，并基于标定板位于不同高度时的投射条纹图像确定激光平面方程。

3.如权利要求2所述的双相机线结构光测量系统优化方法，其特征在于，若使用左相机和标定板确定激光平面方程，则步骤S202包括：

S301：通过激光器在标定板上投射激光条纹，并获取左相机采集的标定板位于多个预设高度时的投射条纹图像；其中，多个预设高度包括第一高度、第二高度、第三高度；

S302：对于标定板位于某一高度时的投射条纹图像，根据标定板位于该高度时的投射条纹图像、以及像素坐标和左相机坐标之间的转换关系确定标定板上的激光条纹中心在左相机坐标系下的坐标；其中，像素坐标和左相机坐标之间的转换关系通过对左相机标定得到；

S303：根据步骤S302分别确定标定板位于第一高度、第二高度、第三高度时激光条纹中心在左相机坐标系下的坐标，得到第一坐标、第二坐标、第三坐标，并根据第一坐标、第二坐标、第三坐标确定激光平面方程。

4.如权利要求1所述的双相机线结构光测量系统优化方法，其特征在于，所述基于单相机坐标定义运动坐标系包括：

S401：获取标定板在第一位置点时，标定板上的各个圆心在单相机坐标系下的坐标，得到第一坐标集；获取标定板在第二位置点时，标定板上的各个圆心在单相机坐标系下的坐标，得到第二坐标集；

S402：选取第一坐标集中的第一坐标点和第二坐标点，选取第二坐标集中的第三坐标点，根据第一坐标点、第二坐标点、第三坐标点确定第一平面；

S403：基于第一平面以及第一平面的法向量确定与第一平面垂直的第二平面、以及与第一平面、第二平面垂直的第三平面，并基于第一平面、第二平面和第三平面确定运动坐标系。