[发明专利]一种用于结构光传感器标定的DLP投影仪参数自调节方法

说明书

本发明提供一种用于结构光传感器标定的DLP投影仪参数自调节方法，标定过程中，在每个标定位置处先向标定板投射测试图像、利用曝光步长b调节曝光参数值，根据图像质量评估调节出最优曝光参数，再计算待定亮度参数值，通过评估图像质量，迭代调节待定亮度参数值的大小，使图像质量达到要求，得出最优亮度参数，记为DLP投影仪最终参数，DLP再根据最终参数向标定板表面投射条纹图像；利用多个位姿下的条纹图像实现对结构光传感器的标定；本方法可以自动化调节DLP投影仪的曝光参数和亮度参数，无需人工干预，实时性好，DLP投影仪基于调节后的参数投影条纹图像，亮度高且不过曝，能够有效提高了标定结果的精度。

技术领域

本发明涉及标定领域，具体涉及一种用于结构光传感器标定的DLP投影仪参数自调节方法。

背景技术

结构光是一种主动视觉技术，需要使用主动光源。工业生产中，常使用DLP投影仪作为主动光源。结构光标定需要DLP投影仪、相机、标定板共同参与。DLP将一些特定图像投影到标定板上，再由相机拍摄标定板图像，最后利用各种标定算法对图像进行分析，最终获取相机内参、DLP内参、相机与DLP的相对位置关系。

由于在结构光标定过程中，标定板需要呈现出各式各样的位姿，而在不同的位姿下，标定板与相机之间的距离、角度是不断变化的，若DLP投影仪始终利用一个曝光参数、亮度参数投图，将会使得其在不同标定板位姿下的投影图像明暗不均、容易出现过曝点，降低图像质量，使得标定结果误差增大。为此，在标定过程中，需要针对每一个标定板位姿，对DLP投影仪进行不同参数调整；现有方法中，主要依靠标定人员根据操作经验、手动调节DLP投影仪的参数，再利用人眼观察图像质量，这种方式不仅耗时长还易受到主观因素干扰。现有方法中虽然也存在DLP参数自动调节方法，但其仅针对亮度信息调节，并没有完备的曝光、亮度共同调节方法，并且在衡量参数值时，利用图像的灰度均值进行评估，容易使得图像中存在过曝和欠曝区域，图像质量难以达到理想程度；专利文献CN114040180A公开了一种DLP亮度调节方法，根据相机拍摄图像的灰度值作为调节方式，但对于曝光值并未考虑。进一步来讲，在标定过程中，虽然调节相机的参数(如增益、曝光)，也能够提高图像整体亮度，但是同时会增加环境噪声，而调节DLP亮度不会存在增大环境噪声的问题，为此，在结构光标定过程中，调整DLP投影仪的参数信息是非常必要的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于结构光传感器标定的DLP投影仪参数自调节方法，旨在解决结构光标定过程中的条纹图像亮度不均、过曝、投图质量差的问题，本方法可以自动化调节DLP投影仪的曝光参数和亮度参数，全程无需人工干预，实时性好，基于调节后的DLP投影仪参数投影条纹图像，成像清晰度高，亮度高且不过曝，为后续采集高质量条纹图像提供了有力保障，进而能够有效提高了标定结果的精度。

技术方案如下：

一种用于结构光传感器标定的DLP投影仪参数自调节方法，标定过程为：DLP投影仪和相机保持相对位置固定，标定板放置在相机位置前端，其上均布多个标志点；在结构光传感器的标定过程中，在每个标定位置均利用以下步骤对DLP参数进行调节，确定最终参数，利用其对DLP进行设置，向标定板表面投射条纹图像；利用现有方法实现结构光传感器的标定；

利用以下步骤对DLP参数进行调节：

S1、标定板摆放完成后，DLP投影仪按照预先存储的初始曝光参数、初始亮度参数向标定板投射测试图像；所述测试图像为纯色图像；

S2、相机采集测试图像，并将采集到测试图像发送到控制器；

S3、控制器获取测试图像中的过曝点数量，判断过曝点数量是否大于阈值I：

若否，则令当前曝光参数值加上预设的曝光步长b作为新的曝光参数值，DLP投影仪利用新的曝光参数值、初始亮度参数再次投射测试图像，并跳转执行步骤S2；