[发明专利]一种基于主成分分析的线结构光传感器标定方法及系统

权利要求书

1.一种基于主成分分析的线结构光传感器标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1.获取传感器的相机内参和畸变系数；

步骤S2.控制标定板作一组平移运动，采集同一位置的外部光源照射下的标定板图像和投射有激光条纹的标定板图像，并基于相机内参和畸变系数，对所有标定板图像进行畸变矫正；

步骤S3.提取角点坐标，计算标定板平面到图像平面的单应性矩阵，并求解标定板每次平移的移动向量；

步骤S4.拟合光条中心直线方程，在光条直线上间隔提取特征点，并提取特征点的像素坐标，并利用单应性矩阵求解特征点在局部坐标系的平面坐标；

步骤S5.在标定板初始位置建立世界坐标系，将标定板移动向量投影到世界坐标系，并求解特征点在世界坐标系下的三维坐标；

步骤S6.采用主成分分析法将特征点在世界坐标系下的三维坐标重投影为平面坐标，投影平面即为光平面；

步骤S7.利用特征点重投影后的平面坐标和对应像素坐标，计算光平面到图像平面的单应性矩阵，完成光平面标定。

2.根据权利要求1所述的基于主成分分析的线结构光传感器标定方法，其特征在于：

在步骤S1中，采用张正友标定法标定扫描仪的相机内参和畸变系数，记相机内参矩阵为K，K如式1所示：

式中f_x、f_y分别为X、Y轴方向的尺度因子，γ是倾斜因子，(u₀，v₀)为主点坐标。

3.根据权利要求2所述的基于主成分分析的线结构光传感器标定方法，其特征在于：

在步骤S2中，将标定板摆放在升降平台上，保证线激光能投射到标定板且相机能拍摄到完整标定板图像，多次调节升降台高度，每次运动停止后，打开外部光源，控制相机采集标定板图像；然后关闭外部光源，打开线激光器，拍摄同一位姿下投射有激光条纹的标定板图像，至少在2个位置上采集标定板图像；

记采集的所有投射有激光条纹的标定板图像为M_L，所有外部光源照射下的标定板图像为M_B，M_L、M_B中图像数目均为n，n≥2，M_L中的第i张光条图像记为M_Li,同一位姿下的靶标图像记为M_Bi，然后基于相机内参和畸变系数，对所有标定板图像进行畸变矫正。