[发明专利]一种基于线结构光的标定方法

说明书

本发明公开一种基于线结构光的标定方法，所述基于线结构光的标定方法采用相机、棋盘格标定板、激光器等设备，将所述棋盘格标定板位于所述相机的视场内，所述激光器发出的激光位于所述棋盘格标定板内；本发明通过设置的标定方法可进行一键标定，标定原理简单、可用于工业现场标定，降低了标定过程中的复杂度，提高了标定效率、标定速度及实用性。

技术领域

本发明涉及相机标定领域，具体涉及一种基于线结构光的标定方法。

背景技术

标定是机器视觉中最基础也是最重要的部分，是从二维空间映射到三维空间的基础，而三维重建是机器视觉中重要的内容，其利用双目视觉进行三维重建的比较常见，其结构相对双目重建复杂一点，但是其精度比较高，常用于工业产品中各种缺陷检测或高精度表面重建环境。

在利用单目视觉机加线激光进行三维重建方法中，相机内外参数的标定和线激光位置的标定极其重要，这些参数直接影响到之后三维重建效果的好坏。基于单目视觉机加线激光标定的方法主要分为三维标定和二维标定。在三维标定中，需要制作高精度的三维靶标，存在加工难度大、费用高等缺点，未能在生产实际中广泛应用。在二维平面标定中，二维平面标定板的制作虽然简单，但其缺点在于需要多次摆放标定板，多次求取旋转平移矩阵，标定过程过于繁琐，计算量大。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种基于线结构光的标定方法，所述基于线结构光的标定方法包括步骤：

S1，将棋盘格标定板设置于相机的视场内，激光器发出的激光位于所述棋盘格标定板内；建立图像坐标系oxyz，所述图像坐标系的原点o为所述相机传感器的中心；建立相机坐标系OXYZ，所述相机坐标系的原点O为所述相机的光心，所述相机坐标系与所述图像坐标系共Z轴方向；建立世界坐标系O_wX_wY_wZ_w(X_W,Y_W,Z_W)；并对所述相机进行内外参数标定；

S2，利用所述相机采集由所述激光器打在所述棋盘格标定板内的所述激光，提取出若干所述离散点坐标；

S3，所述离散点坐标分别与所述图像坐标系原点连线确定若干直线方程；

S4，所述直线方程与由所述相机外参确定的棋盘格平面方程联立求解确定出所述离散点在所述相机坐标系下的三维坐标；

S5，将所述激光器旋转角度并重复步骤S2-S4；

S6，重复步骤S5二次以上，并将所有的所述离散点三维坐标联立求解，拟合出在所述相机坐标系下的结构光平面方程。

较佳的，所述相机的内参方程为

其中，k_c为二阶径向畸变系数；r为在所述相机传感器上所述离散点在成像平面的成像点到成像平面原点的距离，(X_f,Y_f,1)为所述离散点在所述图像坐标系下的坐标，(X,Y,Z)为所述离散点在所述相机坐标系下的坐标，f_c1、f_c2、cc₁、cc₂为所述相机内参参数；

所述相机的外参方程为