[发明专利]单目散斑结构光系统的散斑投射器标定参数确定方法

权利要求书

1.一种单目散斑结构光系统的散斑投射器标定参数确定方法，其特征在于，包括：

确定单目散斑结构光系统中相机的内部参数；

在单目散斑结构光系统的参考平面内设定q个已知参考平面坐标的标记点，用所述相机分别处于两个不同位置时采集所述参考平面在开启散斑投射器和关闭散斑投射器的图像，采集的4幅图像都包含所述q个标记点，其中，q≥4；

基于关闭散斑投射器时在所述相机处于所述参考平面前的两个不同位置采集的图像中的标记点在相机坐标系中的三维坐标确定所述相机处于两个不同位置采集的图像中参考平面在相机坐标系中的平面方程；

选取开启散斑投射器时在第一位置所采集的图像中的s个散斑点，在开启散斑投射器时在第二位置所采集的图像中确定所述s个散斑点对应的s个同名点，其中，s≥2，所述两个不同位置为所述第一位置和所述第二位置且所述第二位置通过所述相机基于所述第一位置进行平移或转动或平移结合转动得到；

基于所述平面方程、所述s个散斑点在图像中的像素坐标和所述s个同名点在图像中的像素坐标确定所述s个散斑点和所述s个同名点在相机坐标系下的三维坐标；

基于所述s个散斑点和所述s个同名点在相机坐标系下的三维坐标以及单目结构光的深度计算模型确定散斑投射器在相机坐标系中的横向X坐标和竖向Z坐标；

所述基于所述s个散斑点和所述s个同名点在相机坐标系下的三维坐标以及单目结构光的深度计算模型确定散斑投射器在相机坐标系中的横向X坐标和竖向Z坐标，具体包括：

基于散斑点和其同名点的相机坐标系下的三维坐标之间存在的直线约束关系，可以得到如下方程：

和

其中，k₁、k₂，…k_s为各散斑点的三维位置到所述散斑投射器的距离与其同名点的三维位置到所述散斑投射器的距离的比值，x_A1和z_A1为第一个散斑点的横坐标和竖坐标，x_A2和z_A2为第二个散斑点的横坐标和竖坐标，x_As和z_As为第s个散斑点的横坐标和竖坐标，x_C1和z_C1为第一个同名点的横坐标和竖坐标，x_C2和z_C2为第二个同名点的横坐标和竖坐标，x_Cs和z_Cs为第s个同名点的横坐标和竖坐标，T_x和T_z为散斑投射器等效光心在相机坐标系下的横向X坐标和竖向Z坐标；

求解上述方程，确定T_x和T_z。

2.根据权利要求1所述的单目散斑结构光系统的散斑投射器标定参数确定方法，其特征在于，所述关闭散斑投射器时在所述相机处于所述参考平面前的两个不同位置采集的图像中的标记点在相机坐标系中的三维坐标的确定，具体包括：

识别关闭散斑投射器时在所述相机处于所述第一位置时采集的图像中的任一第一位置标记点在图像坐标系下的像素坐标，基于所述任一第一位置标记点在图像坐标系下的像素坐标、所述任一第一位置标记点的参考平面坐标以及所述相机的内部参数根据张正友标定法确定所述任一第一位置标记点在相机坐标系中的三维坐标；

识别关闭散斑投射器时在所述相机处于所述第二位置时采集的图像中的任一第二位置标记点在图像坐标系下的像素坐标，基于所述任一第二位置标记点在图像坐标系下的像素坐标、所述任一第二位置标记点的参考平面坐标以及所述相机的内部参数根据张正友标定法确定所述任一第二位置标记点在相机坐标系中的三维坐标。