[发明专利]外场多束线结构光视觉测量系统的快速标定方法

摘要

本发明属于机器视觉测量技术领域。为提供一种外场多束线结构光视觉测量系统的快速标定方法及装置，用于在外场非合作条件下的多束线结构光视觉测量系统快速标定。为此，本发明采取的技术方案是，外场多束线结构光视觉测量系统的快速标定方法，激光发射装置发出的多束线结构光投射到各自标定板上，测量相机只需拍摄一幅图片即可实现快速标定，建立测量相机与各激光面的物像关系，完成视觉测量系统测量基准的构建；其中，快速标定具体步骤式，首先采用张氏标定法提前标定测量相机的内参，而外参标定过程分为三个步骤。本发明主要应用于机器视觉测量。

主权项

一种外场多束线结构光视觉测量系统的快速标定方法，其特征是，激光发射装置发出的多束线结构光投射到各自标定板上，测量相机只需拍摄一幅图片即可实现快速标定，建立测量相机与各激光面的物像关系，完成视觉测量系统测量基准的构建；其中，快速标定具体步骤是，首先采用张氏标定法提前标定测量相机的内参，而外参标定过程分为三个步骤，描述为：(1)建立测量相机与世界坐标系间关系，具体为：世界坐标系建立在三维靶标底板某一角点，每个激光面对应各自四个标定板，调整三维靶标位置在相机的视场监测范围内，并使多束激光面分别投射到各自对应的立柱顶端标定板上，由于三维靶标所有立柱顶端标定板尺寸已知，各立柱相对于世界坐标系的三维坐标已知，各标定板几何中心在相机图像中的像素坐标可通过质心提取得到，就能够计算出相机相对于世界坐标系的旋转矩阵和平移矩阵，即得到图像中的任何一点在世界坐标系中的三维坐标；(2)建立激光面与世界坐标系间关系，具体为：利用测量相机与世界坐标系间关系进行激光平面的精确计算，即激光平面不会精确的打到标定板的中心，而是与标定板有交线，而标定板的高度是不变的，因此利用图像提取出每一个激光面与标定板交线的中心，从而解算出激光面与标定板的四个交点的三维世界坐标，就得到了激光平面方程，即得到了四个激光面相对于世界坐标系的旋转和平移矩阵；(3)建立相机与激光面间关系，具体为：由于已计算得到了相机与世界坐标系的旋转平移矩阵，世界坐标系相对于各激光面的旋转平移矩阵，再代入提前标定好的相机内部参数，就建立了相机相对于各激光面之间的空间关系，进而完成四线激光投射系统标定。