[发明专利]一种用于结构光深度测量的相机标定方法和装置

说明书

本发明涉及结构光技术领域，具体涉及一种用于结构光深度测量的相机标定方法和装置。该方法包括：在标定板一侧设置多个标定点，控制激光器和相机逐次移动至标定点处；激光器向标定板发射激光，相机采集标定板上包括激光线的成像中心的图像；获取标定点到标定板的实际距离，并获得成像中心的像素距离；构建包括相机参数、实际距离和像素距离之间的对应关系的预设参数模型；根据实际距离与像素距离之间的对应关系对预设参数模型进行拟合，获得相机参数。本发明不需要借助其他仪器进行测量，只需控制激光器发射激光、相机采集标定图像，后续通过拟合相机参数、实际距离与像素距离之间的参数模型，即可确定相机的参数，操作简单，标定效率较高。

技术领域

本发明涉及结构光技术领域，具体涉及一种用于结构光深度测量的相机标定方法和装置。

背景技术

线结构光成像起源于20世纪80年代，开始仅仅作为深度检测的一项光学检测仪器。结构光是一组由投影仪和相机组成的系统结构，用投影仪投射特定的光信息到物体表面后及背景后，由相机采集标定图像，根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间。随着近些年，3D点云获取和重建技术的应用，结构光成像重建一种成像方式开始逐渐被认可、使用和开发。为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定，为了保证测量精度，在使用结构光系统测量物体深度之前，需对相机进行标定。

国内外许多学者都对结构光传感器标定展开了研究，比如如图1所示的拉丝法，激光投射器投射光平面到几根不共线的细丝上，在细丝与光平面的交汇处产生亮斑，相机获取亮斑图像坐标，同时，用其它坐标测量仪器测出亮斑的空间物理坐标值，这样，就可以将亮斑的图像坐标与物理坐标代入方程求解光平面与相机的位姿关系，但是，这种方法需要借助其它仪器进行测量，操作复杂，耗时较长。因此，现有技术中存在相机标定操作复杂和耗时较长的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于结构光深度测量的相机标定方法和装置，以解决现有技术中相机标定操作复杂和耗时较长的技术问题。

本发明实施例提供了以下方案：

依据本发明的第一个方面，本发明实施例提供一种用于结构光深度测量的相机标定方法，所述方法应用于电子设备，包括：

在标定板一侧设置多个标定点，并控制激光器和相机逐次移动至所述标定点处；

控制所述激光器向所述标定板发射激光线束，并控制所述相机采集所述标定板上的标定图像，所述标定图像包括：激光线的成像中心；

获取所述标定点到所述标定板的实际距离，并根据所述标定图像获得所述激光线的成像中心的像素距离，获得所述实际距离与所述像素距离之间的对应关系；

构建预设参数模型，所述预设参数模型包括所述相机的参数、所述实际距离和所述像素距离之间的对应关系；

根据所述实际距离与所述像素距离之间的对应关系对所述预设参数模型进行拟合，以获得所述相机的参数。

优选的，所述构建预设参数模型，包括：

根据所述相机的参数和所述像素距离获得所述激光线的成像中心的真实世界坐标值；

构建所述实际距离与所述激光线的成像中心的真实世界坐标值之间的预设参数模型。

优选的，所述构建所述实际距离与所述激光线的成像中心的真实世界坐标值之间的预设参数模型，包括：

构建所述激光线对应的光路图，在所述光路图中所述激光器、所述相机的镜头和所述标定板上的激光点构成第一三角形；