[发明专利]一种使用非特制靶标的线结构光平面标定方法

权利要求书

1.一种使用非特制靶标的线结构光平面标定方法，该方法固定相机与线结构光激光器位置，使用简易的非特制靶标置于相机视场内，打开激光器，激光投影在非特质靶标上形成激光条纹，其特征在于：包括以下步骤

(1)调整非特制靶标位姿，同时采集非特制靶标在不同位姿下的光条投影图像k张(k至少为2)；

(2)对所采集的k张图像进行图像预处理：至少包括灰度处理、滤波降噪以及二值化分割；

(3)使用Steger算法提取每一张预处理后的图像中的亚像素级激光条纹骨骼图；

(4)集合k张所提取激光条纹骨骼图，并用这些骨骼图中的条纹截面中心亚像素点构成线结构光平面初始点云集C_r；

(5)对步骤(4)中构成的初始点云集C_r采用最小二乘法进行第一次平面拟合，得到初始线结构光平面P₁；采用A₀x+B₀y+C₀z+D₀＝0标准格式作为平面P₁的平面方程，确定该平面方程中的方程系数参数A₀，B₀，C₀，D₀；x，y，z为平面方程的变量；

(6)根据点到平面距离公式计算所构成的初始点云集C_r中各个条纹截面中心亚像素点到初始线结构光平面P₁的距离，构成数据集H，并由数据集H拟合出点云集中的条纹截面中心亚像素点随到初始线结构光平面P₁的距离的分布函数G，该分布函数G符合正态分布；计算数据集H的平均值μ与方差σ，根据距离分布函数G，按照t％为置信度剔除点云中偏离较大的离群点，用保留在t％置信区间内的所有条纹截面中心亚像素点形成精确点云集C；

(7)对步骤(6)中所生成的精确点云集C，再次利用最小二乘法拟合得到线结构光精确拟合平面P₂的平面方程，并确定P₂的平面方程中的系数参数A₁，B₁，C₁，D₁；以所获得的精确拟合平面P₂的参数作为最终激光平面参数。

2.根据权利要求1所述的一种使用非特制靶标的线结构光平面标定方法，其特征在于：所述步骤(2)对采集的各个k张不同位姿下的图像进行图像预处理；首先，使用Gray(i,j)＝0.8*R(i,j)+0.1*G(i,j)+0.1*B(i,j)(其中i，j为图像中像素点的横纵坐标值，坐标原点处于图像左上角，Gray(i,j)为当前像素点灰度值，R(i,j)为当前像素点的红色通道分量，G(i,j)为当前像素点的绿色通道分量，B(i,j)为当前像素点的蓝色通道分量)对所采集的图像进行灰度化处理；然后，对灰度化图像进行高斯滤波去除噪点；最后，对去噪后的图像进行二值化分割。