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申请/专利权人：四川大学

摘要：本发明公开了一种基于结构光的相机和投影仪畸变的矫正方法，属于光学测量技术领域中相机和投影仪的标定与矫正。其目的在于解决现有的投影仪在标定过程中存在的投影仪系统畸变难以被矫正的问题，从而影响投影仪及其三维检测系统的检测精度的问题。其步骤包括获取条纹图像、仿射变换求圆心、相机标定、相机畸变矫正、相位解包裹以及投影仪标定与畸变矫正；并在相机标定和投影仪标定中都采用了相同的创新标定算法。通过仿射变换求圆心的方式可以获取更加准确的圆心像素坐标和圆心相位，采用定制的三维标定板可大大提高后续畸变矫正的精度。

主权项：1.一种基于结构光的相机和投影仪畸变的矫正方法，其特征在于，具体步骤为：步骤S1，获取条纹图像；分别在竖直方向、水平方向上使用投影仪在标定板上投影正弦条纹；并在投影时利用相机对投影有正弦条纹的标定板进行拍摄，得到带有条纹的图像；步骤S2，仿射变换求圆心；在带有条纹的图像中选取8个角点，进行仿射变换，并对仿射变换后的图像进行圆心识别，再进行逆变换，得到圆心在相机像素坐标系下的坐标；计算带有条纹的图像的调制光强，并将调制光强作为求圆心的原始图像；调制光强的计算方式为： 其中，、分别表示相移步数和总相移步数，表示相机中坐标处正弦波光强；步骤S3，相机标定；相机标定的具体步骤为：步骤S3.1，根据圆心在相机像素坐标系下的坐标、圆心在世界坐标下的坐标，计算相机的单应性矩阵的参数到，计算公式为： 步骤S3.2，再根据单应性矩阵的参数到，求解相机的内参和外参矩阵，求解公式为： 其中，表示伸缩因子，（，，1）表示齐次坐标下的像素坐标，（，，，1）表示齐次坐标下的世界坐标，到表示单应性矩阵内的参数；表示相机内参矩阵，表示相机外参中的旋转矩阵，表示相机外参中的平移矩阵，到表示相机外参中的旋转矩阵的参数，到表示相机外参中的平移矩阵的参数，、分别表示相机像素坐标系下x轴和y轴上的归一化焦距，（，）表示图像中心在相机像素坐标系下的坐标，表示相机外参中的旋转矩阵的第一行，表示相机外参中的旋转矩阵的第二行，表示相机外参中的旋转矩阵的第三行，表示相机外参中的旋转矩阵的第行，表示相机外参中的旋转矩阵的第行，表示相机外参中的旋转矩阵的第行第列，表示平移矩阵，表示相机中的倾斜因子，表示单应性矩阵的第一行，表示单应性矩阵的第二行，表示单应性矩阵的第三行，表示单应性矩阵的第行第列；步骤S4，相机畸变矫正；利用相机的内参、外参矩阵计算相机的径向畸变参数、切向畸变参数，并进行畸变矫正；步骤S5，相位解包裹；对步骤S2得到的圆心在相机像素坐标系下的坐标进行相位解包裹，并归一化到0-2π，得到圆心对应的水平方向上的绝对相位和竖直方向上的绝对相位；步骤S6，投影仪标定与畸变矫正；先找到圆心对应投影图片中的像素点位置；再采用步骤S3中相机标定的方法来标定投影仪，计算投影仪的单应性矩阵的参数到；然后采用步骤S3中相机标定的方法求解投影仪的内参、外参矩阵；最后利用投影仪的内参、外参矩阵计算投影仪的径向畸变参数、切向畸变参数，并进行畸变矫正；其中，、分别为投影图片的长、宽，表示投影仪外参中的旋转矩阵，表示投影仪外参中的平移矩阵。

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