[发明专利]全视角线激光扫描三维成像标定装置及方法

摘要

本发明公开了全视角线激光扫描三维成像标定装置及方法。本发明全视角激光扫描三维成像标定装置包括一维移动部件、标定块、激光发射器及相机，标定块安装于所述的一维移动部件，标定块是一个至少具有三个面的多面体，标定块的数个面沿周向相围，标定块的各个面上各固定一标定板，数标定板沿周向相围；激光发射器及相机的数量与标定板的数量相对应，数个激光发射器沿环形方向正对所述的标定块而布设；每个相机上各安装一镜头，镜头对标定板成像。本发明全视角线激光扫描三维成像标定装置结构简单，便于操作和处理，能适用于多种大小视场的标定，且弥补了单个系统成像不全面的缺点。

主权项

1.全视角线激光扫描三维成像标定方法，其按如下步骤进行：步骤1‐1，搭建全视角线激光扫描三维成像标定装置；所述全视角线激光扫描三维成像标定装置包括一维移动部件、标定块、激光发射器及相机，所述的标定块安装于所述的一维移动部件，所述的标定块是一个至少具有三个面的多面体，标定块的数个面沿周向相围，标定块的各个面上各固定一标定板，数标定板沿周向相围；激光发射器及相机的数量与标定板的数量相对应，数个激光发射器沿环形方向正对所述的标定块而布设；每个相机上各安装一镜头，镜头对标定板成像；步骤1‐2，保持标定块(8)位置不变，使数个相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)同时采集一张对应的标定板(7‐1、7‐2、7‐3、7‐4)的图像，计算各个相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)坐标和姿态数据，标定板(7‐1、7‐2、7‐3、7‐4)所对应的坐标系作为对应相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)的标准世界坐标系；步骤1‐3，移动标定块(8)，使各个相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)多次采集与其对应的标定板(7‐1、7‐2、7‐3、7‐4)的坐姿和姿势数据，根据每个位置的标定数据通过预定得方法得出每个相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)在世界坐标系下的位置；步骤1‐4，一维移动部件(4)带动标定块(8)移动，在运动方向上分别取两幅图像，分别识别两幅图像中各个标定板(7‐1、7‐2、7‐3、7‐4)同一位置，求得一维运动装置(4)的运动方向和距离；步骤1‐5，打开各个激光发射器(1‐1、1‐2、1‐3、1‐4)，采用相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)采集激光发射器(1‐1、1‐2、1‐3、1‐4)光平面内几条不重合的直线所成的像，求线激光平面方程，确定线激光光平面相对于相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)坐标系和世界坐标系的位置关系；步骤1‐6，移走标定块，于一维移动部件4的同一位置上安装待测物体5；调整待扫描物体(5)位置，使激光线投射在待扫描物体(5)上，使用一维移动部件(4)带动待扫描物体(5)垂直于各个激光发射器(1‐1、1‐2、1‐3、1‐4)所组成的平面运动，使用相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)同时对待扫描物体(5)采集图像，将采集的图像传输回计算机，对图像进行处理，得到扫描物体(5)不同面的坐标数据；步骤1‐7，线激光扫描三维成像所得的像的坐标数据是在标定板(7‐1、7‐2、7‐3、7‐4)下的标准坐标系，而多个标定板(7‐1、7‐2、7‐3、7‐4)的相对位置已知，通过标定板(7‐1、7‐2、7‐3、7‐4)对应的标准坐标系之间的相互转化使多个相机(2‐1、2‐2、2‐3、2‐4)所成的不同面的像拼接在一起，完成全视角线激光扫描三维成像。