專利名稱：：編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)據(jù)處理、圖像處理，尤其是一種結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
：結(jié)構(gòu)光三維系統(tǒng)從攝像機(jī)獲取的二維圖像恢復(fù)三維形狀，結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)具有精度高的優(yōu)良特性，其中攝像機(jī)、投影儀機(jī)的標(biāo)定發(fā)揮了非常重要的作用。攝像機(jī)、投影儀分別和物體的位置相互關(guān)系，投影儀與攝像機(jī)之間的相互關(guān)系，由攝像機(jī)和投影儀的成像幾何模型所決定，這兩幾何模型的參數(shù)稱為系統(tǒng)參數(shù)，這些參數(shù)必須由實(shí)驗(yàn)與計(jì)算來確定，實(shí)驗(yàn)與計(jì)算的過程稱為結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)標(biāo)定。系統(tǒng)的標(biāo)定是要獲取各個(gè)傳感器之間的關(guān)系以及自身的參數(shù)，標(biāo)定精度決定整個(gè)系統(tǒng)的重建誤差，而且攝像機(jī)和投影儀的非線性特性通常完全被忽略，建模不精確。結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的標(biāo)定方法主要有直接標(biāo)定和分布標(biāo)定兩種，現(xiàn)有技術(shù)中，攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)非常成熟，直接使用一個(gè)經(jīng)典的非線性模型來標(biāo)定攝像機(jī)，標(biāo)定精度滿足實(shí)際應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)投影儀的標(biāo)定依照其與攝像機(jī)之間的相互關(guān)系而定，存^r標(biāo)定精度低、無法滿足實(shí)際應(yīng)用需要。
發(fā)明內(nèi)容為了克服己有的編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的標(biāo)定方法的投影儀標(biāo)定精度低、無法滿足實(shí)際應(yīng)用需要的不足，本發(fā)明提供一種攝影機(jī)標(biāo)定精度高、能滿足實(shí)際應(yīng)用需要的編碼結(jié)構(gòu)光視覺成像系統(tǒng)的標(biāo)定方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是_一種編碼結(jié)構(gòu)光視覺成像系統(tǒng)的標(biāo)定方法，所述標(biāo)定方法包括以下步驟1)、攝像機(jī)標(biāo)定過程采用二維標(biāo)定模板，標(biāo)靶為標(biāo)準(zhǔn)的黑白棋格組成，特征點(diǎn)為棋格的點(diǎn)組成，攝像機(jī)拍攝不同位置的多幅圖像，對(duì)所述多幅圖像選擇格子角點(diǎn)作為特征點(diǎn)，采用平面標(biāo)定法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定K，并得到均值焦距/;2)、投影儀標(biāo)定過程通過編碼產(chǎn)生的光模板投影到共同標(biāo)靶上，黑白方格角點(diǎn)作為定位點(diǎn)，禾"用在攝像機(jī)標(biāo)定中獲取的圖像，同時(shí)提取黑白方格角點(diǎn)圖像坐標(biāo)，生成世界坐標(biāo)；投射單一白色光模板時(shí)，得到Ai，Bi兩點(diǎn)的圖像坐標(biāo)0uv》，("fi,Vfl)，以及世界坐標(biāo)為C^，&，Z》，(Xft&,Zs)，如附圖中的圖7所示，求直線L,和L的交點(diǎn)，得到Pi點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，如P,點(diǎn)的圖像坐標(biāo)為(^,印)，世界坐標(biāo)定義為C^,&,4)，因?yàn)锳"B,，P,三點(diǎn)共面，所以Z^^-Zb，根據(jù)交比不變性，得到，令"v廣^，V(1)(2)由(l)、(2)式得(3)。7=7=7——厶5A,一分別表示X和Y方向的交比系數(shù)，C^,^,Zp)表示光條邊緣特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)。作為優(yōu)選的另一種方案在所述歩驟2)中，投影儀模型的建立過程為由投影儀坐標(biāo)Xd和世界坐標(biāo)Xw建立模型如下「"(4)1乂附(加,/、1乙13"!24—1，2,m221y是任一尺度因子，消除y，變換(4)式得到(5)附2[AKZ,]+利用(5)式構(gòu)造以m,k為未知數(shù)的齊次線性方程組，然后通過奇異值分解求解投影儀參數(shù)；建立簡化透視交比不變性幾何模型，假設(shè)空間點(diǎn)A、B、C位于同一條直線L上，以B為參考點(diǎn)，位置比率定義為-PR(A,B，C)=AB/ACW)同理，A'、B'、C'是在透視中心O作用下，對(duì)應(yīng)點(diǎn)A、B、C的成像點(diǎn)，并且位于同一點(diǎn)直線L1上，圖像坐標(biāo)上的位置比率為PR(A',B',C')=A'B'/A'C'(7)根據(jù)透視幾何原理的交比不變性，得到PR(A，B,C)=PR(A',B',C')(8)在圖像中點(diǎn)A'、B'、C'也是位于同一直線L'上。提取光模板中特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，根據(jù)(8)式求出參考點(diǎn)B的世界坐標(biāo)，建立空間三維到一維坐標(biāo)之間的映射關(guān)系來標(biāo)定投影儀。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在攝影機(jī)標(biāo)定精度高、能滿足實(shí)際應(yīng)用需要。圖1是交比不變性原理示意圖。圖2是高精度標(biāo)靶的示意圖。圖3是讀入原始標(biāo)定圖像的示意圖。圖4是攝像標(biāo)定投影誤差的示意圖。圖5是光條投射標(biāo)靶面圖。圖6是邊緣提取及直線擬合的示意圖。圖7是特征點(diǎn)獲取的示意圖。圖8是投影儀標(biāo)定誤差示意圖。圖9是標(biāo)定點(diǎn)三維重構(gòu)的示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1~圖9，一種編碼結(jié)構(gòu)光視覺成像系統(tǒng)的標(biāo)定方法，所述標(biāo)定方法包括以下步驟1)、攝像機(jī)標(biāo)定過程采用二維標(biāo)定模板，標(biāo)靶為標(biāo)準(zhǔn)的黑白棋格組成，特征點(diǎn)為棋格的點(diǎn)組成，攝像機(jī)拍攝不同位置的多幅圖像，對(duì)所述多幅圖像選擇格子角點(diǎn)作為特征點(diǎn)，采用平面標(biāo)定法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定K，并得到均值焦距/;2)、投影儀標(biāo)定過程通過編碼產(chǎn)生的光模板投影到共同標(biāo)靶上，黑白方格角點(diǎn)作為定位點(diǎn)，利用在攝像機(jī)標(biāo)定中獲取的圖像，同時(shí)提取黑白方格角點(diǎn)圖像坐標(biāo)，生成世界坐標(biāo)；投射單一白色光模板時(shí)，直接提取Ai，Bi兩角點(diǎn)的圖像坐標(biāo)("-》，("AVs)，以及世界坐標(biāo)為(;^&，&)，(%S，F(xiàn)B,ZB)，如附圖中的圖7所示，求直線Li和L的交點(diǎn)，得到Pi點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，如P!點(diǎn)的圖像坐標(biāo)為(叫Vp)，其世界坐標(biāo)定義為(；IV，Zp)，因?yàn)锳,，B!，Pi三點(diǎn)共面，所以4=^^&，根據(jù)交比不變性，得到，令、-V/K-^義=V^_V^，義="廣"尸(1)(2)由(l)、(2)式得7=7=7厶r厶」厶w(3)。A.^分別表示X和Y方向的交比系數(shù)，(Xp,&,Zp)表示光條邊緣特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)。在所述歩驟2)中，投影儀模型的建立過程為由投影儀坐標(biāo)Xd和世界坐標(biāo)Xw建立模型如下-乂-附i乙1—附2附241WnW|2/MnW14附21W22附23OT241(4)y是任一尺度因子，消除y，變換(4)式得到(5)利用(5)式構(gòu)造以m,k為未知數(shù)的齊次線性方程組，然后通過奇異值分解氺解ii影7儀參數(shù)；建立簡化透視交比不變性幾何模型，如附件中的圖l所示，假設(shè)空間點(diǎn)A、B、C位于同一條直線L上，以B為參考點(diǎn)，位置比率定義為PR(A,B，C)=AB/AC(6)同理，A'、B'、C'是在透視中心O作用下，對(duì)應(yīng)點(diǎn)A、B、C的成像點(diǎn)，并且位于同一點(diǎn)直線L1上，圖像坐標(biāo)上的位置比率為PR(A'，B',C')=A'B'/A'C'(7)根據(jù)透視幾何原理的交比不變性，得到PR(A,B，C)=PR(A',B',C')(8)在圖像中點(diǎn)A'、B'、C'也是位于同一直線L'上。提取光模板中特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，根據(jù)(8)式求出參考點(diǎn)B的世界坐標(biāo)，建立空間三維到一維坐標(biāo)之間的映射關(guān)系來標(biāo)定投影儀。本實(shí)施例中，投影儀模型在概念上等同于攝像機(jī)的逆模型，由于空間編碼的一維性，這里可以簡化成一維模型。由投影儀坐標(biāo)Xd和世界坐標(biāo)Xw建立模^如下—V1「K_(4)乂-乂附/14WnW12Wn附|41w2w24附2|w22附"附24iy是任一尺度因子，消除y，變換(4-13)式得到(5)利用(4-14)式構(gòu)造以m汰為未知數(shù)的齊次線性方程組，然后通過奇異值(SVD)分解求解投影儀參數(shù)。在三維重建中，光條邊緣點(diǎn)作為特征點(diǎn)，與棋盤格的角點(diǎn)不同，其世界坐標(biāo)無法直接獲得，需要利用已知點(diǎn)的世界坐標(biāo)間接求。建立簡化透視交比不變性幾何模型，如圖1所示，假設(shè)空間點(diǎn)A、B、C位于同一條直線L上，以B為參考點(diǎn)，位置比率定義為PR(A，B,C)=AB/AC(6)同理，A'、B'、C'是在透視中心O作用下，對(duì)應(yīng)點(diǎn)A、B、C的成像點(diǎn)，并且位于同一點(diǎn)直線L1上，圖像坐標(biāo)上的位置比率為PR(A',B',C')=A'B7A'C'(7)根據(jù)透視幾何原理的交比不變性可以得到PR(A,B，C)=PR(A',B'，C')(8)在實(shí)驗(yàn)中，能找到空間直線上的三點(diǎn)A、B、C，那么對(duì)應(yīng)在圖像中點(diǎn)A'、B'、C'也是位于同一直線L'上。提取光模板中特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，根據(jù)(4-17)式可求出參考點(diǎn)B的世界坐標(biāo)。建立空間三維到一維坐標(biāo)之間的映射關(guān)系來標(biāo)定投影儀。在結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)，分獨(dú)立兩步來標(biāo)定，攝像機(jī)標(biāo)定和投影儀標(biāo)定，每個(gè)步驟的標(biāo)定都相互獨(dú)立，互不依賴，不會(huì)出現(xiàn)迭代誤差，系統(tǒng)精度高。攝像機(jī)標(biāo)定特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)精度要求高，采用二維標(biāo)定模板，為了使系統(tǒng)統(tǒng)一操作，攝像機(jī)標(biāo)定時(shí)投影儀投射單一白光，如圖2所示的共面標(biāo)靶，制作簡標(biāo)耙有21x21mm標(biāo)準(zhǔn)黑/白棋盤格組成，棋盤格由激光高精度打印，然后緊貼在鋁板面上，特征點(diǎn)由棋盤格的點(diǎn)組成。攝像機(jī)拍攝不同位置的10幅圖像，如圖3所示。對(duì)10幅圖像選擇格子角點(diǎn)作為特征點(diǎn)，運(yùn)用上述平面標(biāo)定法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定結(jié)果為3872.60692.203858.1443.3001畸變系數(shù)&=(-0.16762，-0.74282，0.00092,-0.01760,0)T，實(shí)驗(yàn)中所用CCD的物理尺寸為4^f廣6.45jim，不考慮不垂直因子，對(duì)A，A求平均，可得均值焦距/厶3872.6+3858.1x6.45*10一3=24.9316醒與攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)焦距/^25mm的相對(duì)誤差為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>對(duì)標(biāo)靶特征點(diǎn)進(jìn)行重投影，結(jié)果誤差范圍為0.49708-0.65712像素，各幅圖像的重投影誤差如圖5所示，x，y分別表示以像素為單位的圖像坐標(biāo)系。投影儀標(biāo)定投影儀作為結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中的光源投射器，標(biāo)定涉及到系統(tǒng)的精度，本文用以上提出的一維簡化模型進(jìn)行標(biāo)定。投影儀的標(biāo)定需要獲取標(biāo)定特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)和光條坐標(biāo)值。將通過編程產(chǎn)生的光模板投影到共面標(biāo)靶上，黑白方格角點(diǎn)作為定位點(diǎn)，如圖6所示，分別在深度值Z-990mm、982mm、974mm、966mm處拍攝四幅圖像。邊緣點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，對(duì)所在一條直線上的角點(diǎn)也需要進(jìn)行擬合。利用在攝像機(jī)標(biāo)定中獲取的圖像，同時(shí)提取黑白方格角點(diǎn)圖像坐標(biāo)，根據(jù)網(wǎng)格特性，世界坐標(biāo)可自動(dòng)生成。如圖8所示，投射單一白色光模板時(shí)，可得到ApB,兩點(diǎn)的圖像坐標(biāo)Ou^)，(他M)，以及世界坐標(biāo)為(Ja&,Z》，(Z&^，ZS)。求直線Lj和L的交點(diǎn)，得到P，點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，如P!點(diǎn)的圖像坐標(biāo)為("P,vp)，世界坐標(biāo)定義為(J^，^,Zp)，因?yàn)锳,，B,,P,三點(diǎn)共面，所以Z廣ZfZs，由(7)式得到，=^"尸，K-4="廣"尸(1)令4=Z^L，義,!k^(2)由(l)、(2)式得'&=^+^(^—(3)Z尸=Z^=ZB由此利用交比不變性的原理求解光條邊緣特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)，再解碼出光條的學(xué)號(hào)坐標(biāo)，用投影儀模型進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定結(jié)果范圍為0-0.2889，誤差示意圖如圖所示。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)的基線長為230mm，對(duì)深度值Z:990mm、982mm、974mm、966mm的四個(gè)標(biāo)耙平面進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)誤差如表l所示。從表l中可以看出，利用四幅等距平移的標(biāo)靶進(jìn)行標(biāo)定，系統(tǒng)的平均絕對(duì)誤差為1.38mm，平均相對(duì)誤差為0.14%。Z/mm標(biāo)準(zhǔn)差絕對(duì)誤差相對(duì)誤差990.01.00741.32090.13982.21.03741.40860.14974.41.02931.39430.1410<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表l利用已標(biāo)定的參數(shù)分別對(duì)四個(gè)平面標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行反投影，重構(gòu)結(jié)果如圖9所示。測(cè)量精度與硬件設(shè)備的精度密切相關(guān)，在系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中，誤差產(chǎn)生的原因很多，主要?dú)w納為以下幾個(gè)方面1.高精度的棋盤格模板打印存在著一定的誤差。2.在角點(diǎn)提取產(chǎn)生的過程中，攝像機(jī)標(biāo)定時(shí)假設(shè)棋盤格上的點(diǎn)共面，這就要求模板平面絕對(duì)平整，但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，模板平面不可能絕對(duì)的平整，護(hù)攝的圖像與假設(shè)會(huì)有微小偏差，這一微小偏差引入計(jì)算就會(huì)造成誤差。3.投影儀標(biāo)定的過程中，應(yīng)用交比不變性求世界坐標(biāo)，對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行直線擬合時(shí)引入了誤差。4.標(biāo)定系統(tǒng)造成的誤差。首先視覺系統(tǒng)的分辨率以及采集精度都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的誤差，其次標(biāo)定方法的選取和整個(gè)標(biāo)定系統(tǒng)各部分的結(jié)合都會(huì)造成系統(tǒng)的誤差。本文的攝像機(jī)標(biāo)定主要基于張正友的平面標(biāo)定方法，從標(biāo)定的結(jié)果看，基于非線性迭代的方法，使誤差的最小，投影儀模型的分解也是基于誤差最小化。以上四方面是引起標(biāo)定誤差的主要原因。由于實(shí)驗(yàn)條件所限，硬件的攝像機(jī)和投影儀分辨率和采集精度的限制，網(wǎng)格角點(diǎn)提取過程中，模板面不是絕對(duì)平整，引起角點(diǎn)提取誤差。此外，上述的系統(tǒng)模型在理論上和計(jì)算過程中都會(huì)有缺陷，也會(huì)造成誤差。權(quán)利要求1、一種編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的標(biāo)定方法，所述標(biāo)定方法包括以下步驟1)、攝像機(jī)標(biāo)定過程采用二維標(biāo)定模板，標(biāo)靶為標(biāo)準(zhǔn)的黑白棋格組成，特征點(diǎn)為棋格的點(diǎn)組成，攝像機(jī)拍攝不同位置的多幅圖像，對(duì)所述多幅圖像選擇格子角點(diǎn)作為特征點(diǎn)，采用平面標(biāo)定法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定K，并得到均值焦距f；其特征在于所述標(biāo)定方法還包括2)、投影儀標(biāo)定過程通過編碼產(chǎn)生的光模板投影到共同標(biāo)靶上，黑白方格角點(diǎn)作為定位點(diǎn)，利用在攝像機(jī)標(biāo)定中獲取的圖像，同時(shí)提取黑白方格角點(diǎn)圖像坐標(biāo)，生成世界坐標(biāo)；投射單一白色光模板時(shí)，直接提取A1，B1兩角點(diǎn)的圖像坐標(biāo)(uA，vA)，(uB，vB)，以及世界坐標(biāo)為(XA，YA，ZA)，(XB，YB，ZB)，求直線Li和L的交點(diǎn)，得到P1點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，如P1點(diǎn)的圖像坐標(biāo)為(uP，vP)，世界坐標(biāo)定義為(Xp，YP，Zp)，因?yàn)锳1，B1，P1三點(diǎn)共面，所以Zp＝ZA＝ZB，根據(jù)交比不變性，得到，<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>X</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>X</mi><mi>P</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>X</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>X</mi><mi>B</mi></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>v</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mi>P</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>v</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mi>B</mi></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0001"file="A2009101536120002C1.tif"wi="34"he="10"top="137"left="63"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>Y</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>Y</mi><mi>P</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>Y</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>Y</mi><mi>B</mi></msub></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>u</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>P</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>u</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>B</mi></msub></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math>id="icf0002"file="A2009101536120002C2.tif"wi="72"he="10"top="137"left="101"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>令<mathsid="math0003"num="0003"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>λ</mi><mi>x</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>v</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mi>P</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>v</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>v</mi><mi>B</mi></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>]]></math>id="icf0003"file="A2009101536120002C3.tif"wi="22"he="9"top="158"left="70"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths><mathsid="math0004"num="0004"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>λ</mi><mi>y</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>u</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>P</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>u</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>u</mi><mi>B</mi></msub></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math>id="icf0004"file="A2009101536120002C4.tif"wi="77"he="9"top="158"left="96"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>由(1)、(2)式得<mathsid="math0005"num="0005"><math><![CDATA[<mrow><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>X</mi><mi>p</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>X</mi><mi>A</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mi>x</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>X</mi><mi>B</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>X</mi><mi>A</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Y</mi><mi>p</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>Y</mi><mi>A</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mi>y</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>Y</mi><mi>B</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>Y</mi><mi>A</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Z</mi><mi>P</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>Z</mi><mi>A</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>Z</mi><mi>B</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow><mo>.</mo></mrow>]]></math></maths>λx，λy分別表示X和Y方向的交比系數(shù)，(Xp，YP，Zp)表示光條邊緣特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)。2、如權(quán)利要求1所述的編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的標(biāo)定方法，所述標(biāo)定方法包括以下步驟在所述步驟2)中，投影儀模型的建立過程為由投影儀坐標(biāo)Xd和世界坐標(biāo)Xvv建立模型如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>(4)y是任一尺度因子，消除y，變換(4)式得到zJ'+ffl"=x"(5)利用(5)式構(gòu)造以mik為未知數(shù)的齊次線性方程組，然后通過奇異值分解求解投影儀參數(shù)；建立簡化透視交比不變性幾何模型，假設(shè)空間點(diǎn)A、B、C位于同一條直線L上，以B為參考點(diǎn)，位置比率定義為PR(A,B，C)=AB/AC(6)同理，A'、B'、C'是在透視中心O作用下，對(duì)應(yīng)點(diǎn)A、B、C的成像點(diǎn)，開且位于同一點(diǎn)直線L1上，圖像坐標(biāo)上的位置比率為PR(A',B'，C')=A'B'/A'C'(7)根據(jù)透視幾何原理的交比不變性，得到PR(A，B，C)=PR(A'，B',C')(8)在圖像中點(diǎn)A'、B'、C'也是位于同一直線L'上。提取光模板中特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，根據(jù)(8)式求出參考點(diǎn)B的世界坐標(biāo)，建立空間三維到一維坐標(biāo)之間的映射關(guān)系來標(biāo)定投影儀。全文摘要一種編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的標(biāo)定方法，包括以下步驟1)攝像機(jī)標(biāo)定過程采用二維標(biāo)定模板，標(biāo)靶為標(biāo)準(zhǔn)的黑白棋格組成，特征點(diǎn)為棋格的點(diǎn)組成，攝像機(jī)拍攝不同位置的多幅圖像，對(duì)所述多幅圖像選擇格子角點(diǎn)作為特征點(diǎn)，采用平面標(biāo)定法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定K，并得到均值焦距f；2)投影儀標(biāo)定過程通過編碼產(chǎn)生的光模板投射到共面標(biāo)靶上，黑白方格角點(diǎn)作為定位點(diǎn)，利用在攝像機(jī)標(biāo)定中獲取的圖像，同時(shí)提取黑白方格角點(diǎn)圖像坐標(biāo)，生成世界坐標(biāo)。本發(fā)明攝影機(jī)標(biāo)定精度高、能滿足實(shí)際應(yīng)用需要。文檔編號(hào)G06T7/00GK101673399SQ20091015361公開日2010年3月17日申請(qǐng)日期2009年9月29日優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日發(fā)明者盛劉,帥李,王萬良,胡正周,陳勝勇申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)