结构光测量系统的投影仪标定方法研究

传统单目视觉结构光测量系统通过解相位间接计算被测物的高度信息,系统约束性过强、不易操作、且标定精度较低.将双目立体视觉原理引入单目结构光视觉测量系统,根据投影仪图像坐标和摄像机图像坐标的对应关系,将投影仪当作一个逆向的相机,建立了投影仪模型,使用成熟的相机标定算法对投影仪进行标定.再配合四步相移法和基于多频外差原理的时域相位展开法,实现条纹图像的快速精确解相位.相对于传统的单目视觉结构光测量系统,本方法具有单目视觉系统操作简单、鲁棒性强的特点,同时也可以达到双目视觉测量的精度.实验结果表明,这种方法的投影仪标定精度达到了实际应用的要求.     

线结构光视觉测量系统的标定方法

线结构光视觉测量技术是目前广泛应用的一种非接触测量技术。根据线结构光传感器的特点，本文提出了用一种圆阵列靶标及一维工作台组成的坐标系统，用以标定澍量系统参数，同时引入代数射影几何中的交比不变原理，结合光平面上空间点的共面性，解决了对抽象光平面的定位问题，并建立了相应的参数模型。最后，通过标准量块的检测实验，此系统得到了验证。     

用格雷编码结构光法测量三维面形

采用以格雷编码结构光投影技术为基础的非接触式三维面形测量法构建了一个三维形貌测量系统,并进行了测量实验;该系统主要由一台LCD投影仪,一台LCD摄像机和一台PC机组成,LCD投影仪在计算机控制下向被测物表面投影一系列由黑白相间的条纹构成的图案,然后由CCD摄像机依次接收经被测物表面调制后的图案,并传送给计算机存储以等待处理,计算机接收完一组图像后,依次对其进行去阴影噪声、二值化、编码等处理,从中提取高度信息,最后根据提取的信息进行三维重构,结合实验,论述了系统的搭建及格雷编码三维测量方法的实现过程,对其中的系统调整和图像处理部分做了重点介绍,并给出了实验结果。     

一种新的基于结构光的三维视学系统标定方法

在视觉系统的标定中，确定三维空间点与图象上对应点所组成的样本点对 挫 标是问题的关键，为提高样本点的定位精度，通常采用棋盘格形状的图案，取其中的交点作为样本点，但在应用平面结构光的三维视觉系统中，样本又必须在结构光平面中，无法应用上述方法，使得样本点的定位很困难，为了解决这一问题，我们提出了一种新的标定方法，该方法利用交比不变性原理，借助一块特殊设计的标定块，可以方便准确地确定样本点的位置。     

基于二值几何编码图案的高精度结构光系统参数标定方法研究

该文提出了一种基于空间编码图案的结构光系统参数标定方法。与传统的基于棋盘格图案标 定策略不同的是,该文采用结构光编码图案实现了系统的高精度标定,具体实施步骤包括：(1)根据编码图案的几何分布特性提出了一种编码特征点检测算子,基于检测出的编码特征点构建拓扑结构,利 用仿射变换原理及双线性插值算法提取出编码几何元素图像;(2)将几何元素识别转化为监督分类问题,通过采集大量训练样本训练卷积神经网络,实现编码元素的准确识别和解码过程;(3)利用射影变 换原理建立相机像平面与投影机像平面之间的对应关系,利用此对应关系将标定板上棋盘格角点在相机像平面上的坐标转换至投影机像平面,最终实现了对相机和投影仪内外部参数的同时标定。标定结果显示,该方法对投影仪的标定重投影误差不超过 0.3 像素;三维重建实验结果显示,与传统标定方法相比,该文方法能够显著提升系统的标定和三维重建精度。     

基于线结构光的三维坐标测量技术研究

传统的口腔修复体三维点云数据测量技术难以满足精度要求。为此,提出一种基于线结构光的三维坐标测量方法。在摄像机标定过程中,采用最小二乘法计算光平面方程,使用平移扫描和旋转扫描获取物体表面三维数据,以避免求解摄像机内外参数。实验结果表明,重建后的三维模型可以满足高精度近景三维测量的要求。     

基于投影仪和摄像机的结构光视觉标定方法

为实现基于投影仪和摄像机的结构光视觉系统连续扫描,需要计算投影仪投影的任意光平面与摄像机图像平面的空间位置关系,进而需要求取摄像机光心与投影仪光心之间的相对位置关系。求取摄像机的内参数,在标定板上选取四个角点作为特征点并利用摄像机内参数求取该四个特征点的外参数,从而知道四个特征点在摄像机坐标系中的坐标。利用投影仪自身参数求解特征点在投影仪坐标系中的坐标,从而计算出摄像机光心与投影仪光心之间的相对位置关系,实现结构光视觉标定。利用标定后的视觉系统,对标定板上的角点距离进行测量,最大相对误差为0.277%,表明该标定算法可以应用于基于投影仪和摄像机的结构光视觉系统。     

基于平面的便携式结构光系统柔性标定方法

对于便携式结构光系统, 该系统必须适合方便使用. 因此, 针对该系统的标定方法也必须采用方便且便宜的设备, 诸如具有两个或三个正交平面或者需要额外固定措施的一些设备则不宜采用. 同时针对快速三维获取的目的, 应该采用估计便携式结构光系统投影矩阵的方法. 本文针对便携式结构光系统的上述应用需求, 提出了一种基于平面的便携式结构光系统柔性标定方法. 该方法需要一个标定模板和一个参考模板. 标定模板被固定在一个平面上, 而参考模板则通过LCD投影仪被投射到该平面上. 通过交比和极几何约束, 可以获得分别对投影仪和相机的世界坐标系和图像坐标系的点对应坐标. 通过这些点对应坐标, 即可完成整个系统的标定. 实验结果表明该方法具有很高的准确性和鲁棒性．     

基于线结构光的三维测量系统转轴快速标定方法

为了标定基于线结构光的三维测量系统中的旋转轴,提出了一种基于圆锥体参照物的快速标定方法。将一个圆锥体的参照物固定放置在旋转平台上,控制旋转台每隔一定角度旋转一次,分别采集每个位置的图像,对图像预处理后,提取圆锥体的亚像素边缘,通过拟合圆锥体边缘直线,计算得到两条边缘直线的空间直线方程,并利用Levenberg-Marquardt迭代法计算出空间中距离两条边缘直线最近的点作为圆锥体的顶点,然后根据得到的所有顶点拟合出所在的空间平面及空间圆的圆心,根据平面的法向量和圆心点建立起旋转轴的直线方程,完成旋转台的转轴标定。实验结果表明,该标定方法具有较高的标定精度。     

结构光视觉测量机器人的标定

构建了由线结构光测头和机器人组成的视觉测量系统. 利用齐次坐标变换的方法建立了测量系统的数学模型. 针对数学模型中的手眼关系, 使用半径已知的球体, 采用定点变位姿的方法, 进行粗略的估计. 考虑到机器人的绝对精度较低, 将定点信息和尺度信息作为优化条件, 对计算机器人的运动学参数和手眼关系做进一步寻优. 实验表明文中的方法能够有效提高测量机器人的重复精度.     

基于非对称双相机结构光的三维扫描系统

提出一种基于非对称双相机结构光的三维扫描系统方案。采用结构光法测量深度,采用非对称布置的两台相机,在不降低系统精度的情况下减少遮挡的影响。分析了系统中两相机的成像关系,提出了系统定标和深度测量的算法。实验结果表明,该方法是有效的。     

一种简易的线结构光投影三维形状获取方法

利用普通的LCD投影仪和数码相机获得物体的三维形状.投影仪作为光源,投射线结构光在物体表面,从数码相机拍摄的照片序列中,恢复物体的形状.提出了根据已经标定好的相机参数,继续对投影仪进行标定的方法;同时,针对物体表面颜色/纹理较为复杂的情况,提出了一次投射三色线结构光的改进方法,克服了不易恢复此类物体形状的困难.实验结果表明,该方法可以获得物体的稠密点云用于进一步的重建,适于组建一个廉价但却保持相对精度的扫描系统.     

基于编码结构光和外极线约束的自由曲面三维轮廓术

提出了一种新的基于编码结构光和外极线约束的自由曲面立体视觉测量方法,这种方法有效解决了立体视觉中的图像匹配问题;外极线约束将可能的候选点限制在直线分布,引入编码光用来确定光栅条纹的级次;这种方法极大地减小了图像匹配的运算量,同时减小了错误匹配的概率;实验表明,采用编码光栅投影视觉测量能够高效准确地测量自由曲面的三维轮廓.     

一种新的相位法三维轮廓测量系统模型及其标定方法研究

传统相位法三维轮廓测量系统, 对摄像机和投影装置位置关系要求严格, 难以精确校准, 系统的标定工作操作繁杂, 且精度不高. 针对这个问题, 将传统的相位法测量系统中的相位－高度转换关系推广到三维空间中, 建立新的相位法系统模型. 基于新的系统模型, 提出一种快速标定方法. 新系统对摄像机和投影装置并无任何严格的平行、垂直或相交的要求, 在标定过程中, 对标定面的位置也没有严格的要求. 实验表明, 系统结构易于实现, 标定方法简单有效, 提高了系统标定的可操作性以及标定速度, 系统标定时间在2分钟以内, 系统的测量精度较传统方法有较大提高.     

基于交比不变的线结构光标定方法研究

线结构光测量技术是摄像机标定的方法之一,其中光平面的提取是此方法的重点和难点,本文在光平面提取的拍摄方法的基础做了改进,有利于摄像机标定更深入的研究。     

一种基于运动的线结构光视觉测量系统标定方法

针对船体分段数字化测量提出了一种基于直角坐标机器人的线结构光视觉测量系统.通过控制机器人的运动,安装在其末端的线结构光视觉传感器对固定的平面靶标成像,实现了摄像机坐标系与机器人坐标系位姿关系标定;同时利用交比不变性原理获取平面靶标上的特征点坐标,完成了结构光平面参数的标定.该方法易于实现,通过对已知的标准工件进行测量实...