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申请/专利权人：浙江大学

摘要：本发明公开了一种基于条纹结构光的单线阵相机三维标定方法，计算图像坐标‑相位‑相机坐标之间的关系系数，通过简单的流程和较低的成本标定了线阵相机与投影仪，为使用线阵相机的高精度三维测量提供了实现方案，使用设计简单、方便制作的锯齿状图样二维标定板，在静态位姿下使用线阵相机拍摄，既能提供足够的高精度特征点，又能避免制作三维标定物和使用高精度位移装置，本方法可以通过增加标定板位姿数量、获得更多特征点来提高标定精度，具体操作时允许根据实际要求取得精度与快捷性之间的平衡，具有一定的鲁棒性，对线阵相机与标定板之间的关系，仅要求标定板位于相机成像范围内即可，标定板的摆放方式具备一定的宽容度。

主权项：1.一种基于条纹结构光的单线阵相机三维标定方法，其特征在于，所述的标定方法通过以下装置来实现：线阵相机，用于拍摄图像；投影仪，用于投影正弦条纹；计算机，用于处理所述线阵相机的图像及为所述投影仪提供条纹图像；标定板，用于提供特征点，其锯齿状图样由若干三角形排列而成；所述计算机分别与所述线阵相机、所述投影仪连接；所述线阵相机的拍摄朝向与所述投影仪的投影方向一致；所述标定板位于所述线阵相机成像范围内；所述的标定方法包括如下步骤：使用一种锯齿形图样的二维标定板，在不同位姿下使用线阵相机拍摄，线阵相机成像面与标定板相交于一条直线，得到第一标定图像；对所述第一标定图像，通过二值化方法在各三角形的直角边与斜边上获取k个特征点Q1,Q2,…,Qk；以图像最左端为原点，得到所述各特征点的图像坐标系下坐标m1,m2,…,mk，以像素为单位；对所述各特征点的图像坐标m1,m2,…,mk两两作差，得到k-1段区间长度Δi＝mi+1-mi,i＝1,2,…,k-1，以像素为单位；根据所述区间长度Δi的比例，得到所述各特征点在标定板上的位置xi,yi,i＝1,2,…,k-1，以mm为单位；对所述各特征点，计算与所述特征点最左者Q1的距离，以Q1为原点、所述特征点所在直线为轴建立标定板坐标系，得到所述特征点的标定板坐标系坐标xbi＝xi-x12+yi-y1212,i＝1,2,…,k-1，以mm为单位；由所述各特征点的图像坐标系坐标mi、标定板坐标系坐标xbi，解得所述图像坐标系与相机坐标系的变换系数矩阵G；通过所述变换系数矩阵G，得到所述第一标定图像上各特征点的所述相机坐标系下坐标xci,zci；保持所述标定板位姿不变，使用投影仪向标定板投影正弦条纹，条纹方向与线阵相机像元垂直，使用线阵相机拍摄得到第二标定图像；对所述第二标定图像，使用相移法或傅里叶法，解得各特征点Qi处的相位φi；改变所述标定板位姿，重复以上过程；对所述各特征点Qi，通过在多种位姿下得到的相机坐标系坐标xci,zci和相位φi，解得相位与相机坐标系下坐标的关系系数ai；通过所述关系系数ai，实现通过图像坐标m和对应相位φ解得相机坐标系下坐标xci,zci。

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