一种线结构光扫描仪标定方法、装置及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113686262A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110931856.0(22)申请日2021.08.13(71)申请人桂林电子科技大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号(72)发明人高兴宇胡增李伟明尹炳强韦传嫩(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人姚晓丽(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01B11/00(2006.01)权利要求书5页说明书13页附图3页(54)发明名称一种线结构光扫描仪标定方法、装置及存储介质(57)摘要本发明提供一种线结构光扫描仪标定方法、装置及存储介质，方法包括：通过扫描仪相机内参矩阵和畸变系数分别对各个光条图像进行光条图像的去畸变处理得到与各个光条图像对应的光条去畸变图像，根据扫描仪相机内参矩阵和畸变系数分别对各个标定板图像进行标定板图像的去畸变处理得到与各个标定板图像对应的标定板去畸变图像。本发明能够避免单应性矩阵分解的误差，具有更好的精度和鲁棒性，同时，提高了线结构光扫描仪标定精度，简化了标定流程，提高了线结构光传感器标定的自动化程度，减少了标定过程中的人工参与，能够适用于标定板作一组平移运动的情形，实现了一组平移运动就能完成标定的目标。CN113686262ACN113686262A权利要求书1/5页1.一种线结构光扫描仪标定方法，其特征在于，包括如下步骤：导入扫描仪相机内参矩阵和畸变系数，所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数均通过对扫描仪装置进行标定得到；通过所述扫描仪装置得到多个光条图像和多个标定板图像，并根据所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数分别对各个所述光条图像进行光条图像的去畸变处理，得到与各个所述光条图像对应的光条去畸变图像；根据所述扫描仪相机内参矩阵和所述畸变系数分别对各个所述标定板图像进行标定板图像的去畸变处理，得到与各个所述标定板图像对应的标定板去畸变图像；对所述扫描仪相机内参矩阵、多个所述光条去畸变图像和多个所述标定板去畸变图像进行光平面的标定分析，得到标定结果。2.根据权利要求1所述的线结构光扫描仪标定方法，其特征在于，所述对所述扫描仪相机内参矩阵、多个所述光条去畸变图像和多个所述标定板去畸变图像进行光平面的标定分析，得到标定结果的过程包括：通过多个所述光条去畸变图像和多个所述标定板去畸变图像构建二维数组，得到二维数组；对所述二维数组进行第一消隐点的分析得到第一消隐点；对所述二维数组进行第二消隐点的分析得到第二消隐点；通过第一式对所述第一消隐点、所述第二消隐点和所述扫描仪相机内参矩阵进行方向向量的计算，得到光条方向向量和平行直线方向向量，所述第一式为：其中，其中，DL为光条方向向量，D2为平行直线方向向量，K为扫描仪相机内参矩阵，V1为第一消隐点齐次坐标，V2为第二消隐点齐次坐标，为第一消隐点x轴坐标，为第一消隐点y轴坐标，为第二消隐点x轴坐标，为第二消隐点y轴坐标；通过第二式对所述光条方向向量和所述平行直线方向向量进行光平面法向量的计算，得到光平面法向量，所述第二式为：n1＝DL×D2，其中，n1为光平面法向量，DL为光条方向向量，D2为平行直线方向向量；对所述二维数组进行第三消隐点的分析得到第三消隐点；通过第三式对所述第三消隐点和所述扫描仪相机内参矩阵进行标定板Y轴方向向量的计算，得到标定板Y轴方向向量，所述第三式为：其中，VY为第三消隐点齐次坐标，v′x为第三消隐点x轴坐标，v′y为第三消隐点y轴坐标，K为扫描仪相机内参矩阵，DY为标定板Y轴方向向量；2CN113686262A权利要求书2/5页通过第四式对所述标定板Y轴方向向量和所述光条方向向量进行光条截线段实际长度的计算，得到光条截线段实际长度，所述第四式：其中，dL为光条截线段实际长度，db为预设靶标的方格尺寸，DY为标定板Y轴方向向量，DL为光条方向向量；对所述光平面法向量、所述二维数组、所述光条截线段实际长度和所述扫描仪相机内参矩阵进行光平面方程的计算，得到光平面方程，并将所述光平面方程作为标定结果。3.根据权利要求2所述的线结构光扫描仪标定方法，其特征在于，多个所述光条去畸变图像包括n个所述光条去畸变图像，多个所述标定板去畸变图像包括n′个所述标定板去畸变图像，其中，n＝n′，所述通过多个所述光条去畸变图像和多个所述标定板去畸变图像构建二维数组，得到二维数组的过程包括：S11：利用平方加权灰度重心法对第n个所述光条去畸变图像进行光条中心的提取，得到与第n个所述光条去畸变图像对应的多个光条中心；S12：对多个所述光条中心进行光条中心的拟合，得到与第n个所述光条去畸变图像对应的光条中心直线方程；S13：利用openCV工具对第n′个所述