[发明专利]相对位姿参数的标定方法、装置和确定三维形状的装置

摘要

本发明公开了一种结构光投影器与相机的相对位姿参数的标定方法、装置和确定三维形状的装置。所述相对位姿参数的标定方法包括：计算独立参数ω,κ,by,bz；利用一维控制信息以及获得的参数ω,κ,by,bz来求得基线分量Tx；确定三维空间中的刚体变换模型(R,T)。本发明实施例提出了一种利用一维控制信息实现投影器与数字相机之间相对位姿关系的标定方法。该方法不需要建立专门的控制场，在实现方法的简易性上具有优势。

主权项

1.一种结构光投影器与相机的相对位姿参数的标定方法，其特征在于，包括：计算独立参数ω,κ,b_y,b_z；所述表示绕X轴的角度分量；所述ω表示绕Y轴的角度分量；所述κ表示绕Z轴的角度分量；所述b_y表示沿Y轴的水平分量；所述b_z表示沿Z轴的水平分量；利用带有刻度的标准尺以及获得的参数ω,κ,b_y,b_z来求得基线分量T_x；确定三维空间中的刚体变换模型(R,T)；利用获得的参数ω,κ,b_y,b_z来求得基线分量T_x，具体包括：提供一个带有刻度的标准尺；确定所述带有刻度的标准尺的全尺尺寸；利用获得的参数ω,κ,b_y,b_z来计算标准尺的模型尺寸；计算模型与欧式空间的比例系数；求得基线分量Tx；确定标准尺的全尺尺寸，具体包括：利用数字相机及其一维的直接线性变换模型，确定标准尺的全尺尺寸；所述利用获得的参数ω,κ,b_y,b_z来计算标准尺的模型尺寸，具体包括：利用数字相机和投影器以及获得的参数ω,κ,b_y,b_z来计算标准尺的模型尺寸；所述利用数字相机和投影器以及获得的参数ω,κ,b_y,b_z来计算标准尺的模型尺寸，具体包括：S2301、将标准尺置于数字相机和投影器的公共视场中，并使标准尺的长边方向与结构光系统的基线方向近似垂直；S2302、利用计算机生成一幅只包含一条直线的结构光投影图像，并通过投影器投射至场景空间中，并使该直线能够与标准尺的两个短边相交；S2303、利用数字相机拍摄场景图像，并在摄影图像中确定与标准尺相交的两个坐标和其中，表示摄影图像中第一个图像点，表示摄影图像中第二个图像点，s表示在摄影图像中；S2304、根据核线约束原理，确定(x₁,y₁)和(x₂,y₂)两个点在投影图像中对应的图像点坐标和其中，表示投影图像中第一个图像点，表示投影图像中的第二个图像点，p表示在投影图像中；(x₁,y₁)和(x₂,y₂)表示第一个图像点和第二个图像点在立体空间中的XY平面的坐标；S2305、利用获得的参数ω,κ,b_y,b_z以及投影器和相机的内定向模型参数，根据前方交会公式，计算两个特征点的坐标(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)，其中，(x₁,y₁,z₁)和(x₂,y₂,z₂)分别表示第一个图像点和第二个图像点在立体空间中的坐标；S2306、计算模型尺寸：S2307、以每隔0.5度的偏移量逐步改变结构光投影图像中直线的方向，重复第S2302步到第S2307步，直至找到一个数值最小的L'的值；所述计算模型与欧式空间的比例系数，具体包括：根据物理距离和模型距离之比，计算模型与欧式空间的比例系数。