[发明专利]一种线结构光扫描仪标定方法、装置及存储介质

说明书

本发明提供一种线结构光扫描仪标定方法、装置及存储介质，方法包括：通过扫描仪相机内参矩阵和畸变系数分别对各个光条图像进行光条图像的去畸变处理得到与各个光条图像对应的光条去畸变图像，根据扫描仪相机内参矩阵和畸变系数分别对各个标定板图像进行标定板图像的去畸变处理得到与各个标定板图像对应的标定板去畸变图像。本发明能够避免单应性矩阵分解的误差，具有更好的精度和鲁棒性，同时，提高了线结构光扫描仪标定精度，简化了标定流程，提高了线结构光传感器标定的自动化程度，减少了标定过程中的人工参与，能够适用于标定板作一组平移运动的情形，实现了一组平移运动就能完成标定的目标。

技术领域

本发明主要涉及测量技术领域，具体涉及一种线结构光扫描仪标定方法、装置及存储介质。

背景技术

线结构光扫描仪具有非接触、速度快、精度高的优点，被广泛应用于三维测量和质量检测等方面。光平面标定是结合标定靶物的几何约束和摄像机透视原理，获取线结构光模型中光平面方程参数的过程，是实现线结构光扫描仪精确测量的关键。当前以自由移动平面靶标的线结构光标定方法应用最为广泛，其中一类成熟的标定方法为周富强等所提的空间变换法，首先基于交比不变性原理求解特征点平面坐标，然后采用空间变换的方式，将特征点统一到世界坐标系，最后拟合光平面方程。不同于周富强所采用的交比不变性原理，韩建栋等利用共线三点透视原理求解特征点三维坐标；魏一等利用特征点图像坐标与相机光心确定的射线与靶标平面相交计算特征点三维坐标；于龙龙等利用摄像机外参通过坐标变换得到标定板不同位姿下与光平面交线的直线方程。上述方法从单应矩阵中分解旋转矩阵和平移向量，但是每一次分解都将引入分解误差。另一类成熟的方法是魏振中等提出的基于消隐原理的光平面标定方法，首先利用消隐点，消隐线的性质标定光平面法向，然后利用几何约束标定光平面方程剩余参数。这类方法利用消隐点拟合光平面消隐线，由于平行直线具有相同的消隐点，此方法并不适用于靶标作一组平移运动的情形，且需要作两组平移运动才能完成标定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种线结构光扫描仪标定方法、装置及存储介质。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种线结构光扫描仪标定方法，包括如下步骤：

导入扫描仪相机内参矩阵和畸变系数，所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数均通过对扫描仪装置进行标定得到；

通过所述扫描仪装置得到多个光条图像和多个标定板图像，并根据所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数分别对各个所述光条图像进行光条图像的去畸变处理，得到与各个所述光条图像对应的光条去畸变图像,所述标定板图像为控制工作台作步进运动，每次运动停止后，打开外部光源，控制相机采集的图像，所述光条图像为关闭所述外部光源，并打开线激光器，控制所述相机拍摄同一位姿下投射有光条的图像；

根据所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数分别对各个所述标定板图像进行标定板图像的去畸变处理，得到与各个所述标定板图像对应的标定板去畸变图像；

对所述扫描仪相机内参矩阵、多个所述光条去畸变图像和多个所述标定板去畸变图像进行光平面的标定分析，得到标定结果。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种线结构光扫描仪标定装置，包括：

数据导入模块，用于导入扫描仪相机内参矩阵和畸变系数，所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数均通过对扫描仪装置进行标定得到；

光条图像处理模块，用于通过所述扫描仪装置得到多个光条图像和多个标定板图像，并根据所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数分别对各个所述光条图像进行光条图像的去畸变处理，得到与各个所述光条图像对应的光条去畸变图像,所述标定板图像为控制工作台作步进运动，每次运动停止后，打开外部光源，控制相机采集的图像，所述光条图像为关闭所述外部光源，并打开线激光器，控制所述相机拍摄同一位姿下投射有光条的图像；