[发明专利]一种用于三维重建系统的标定方法

权利要求书

1.一种用于三维重建系统的标定方法，所述三维重建系统包括光感应设备、光投射设备及一产生标定图像的控制设备，所述光投射设备投影所述标定图像形成投影图像，所述光感应设备记录所述投影图像以形成记录图像；其特征在于： 

所述标定方法包括以下步骤： 

S1：获取所述标定图像在所述光投射设备的底片上的位置坐标； 

S2：光感应设备分别记录光投射设备在第一焦距F1和第二焦距F2下投射的投影图像，形成第一投影图像及第二投影图像，所述光感应设备分别记录所述第一投影图像及第二投影图像形成第一记录图像及第二记录图像； 

S3：所述控制设备分析所述第一记录图像及第二记录图像，并计算所述光投射设备的光心的坐标。 

2.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于： 

所述标定方法还包括以下步骤： 

S4：移动所述光投射设备，使所述光投射设备处于第一位置及第二位置； 

S5：基于所述光投射设备在所述第一位置及第二位置时不同的投影图像大小及所述光投射设备与投影屏的相对距离，计算所述光投射设备的焦距； 

S6：将所述光投射设备固定在所述第二位置，基于所述投影图像及所述记录图像计算所述光感应设备的焦距。 

3.如权利要求1或2所述的标定方法，其特征在于： 

步骤S3中，还包括步骤S3-1： 

所述控制设备基于所述标志图像上的同一点在所述第一记录图像及第二记录图像的连线通过所述光投射设备的光心和等比原理，计算所述光投射设备的光心在光投射底片平面的坐标。 

4.如权利要求3所述的标定方法，其特征在于： 

步骤S3中，还包括步骤S3-2： 

以所述光投射设备的光心为原点，以所述光投射设备的底片平面为XY平面形成第一坐标系，计算所述标定图像在所述第一坐标系下的坐标。 

5.如权利要求1或2所述的标定方法，其特征在于： 

步骤S3中，还包括步骤S3-3： 

调整所述光感应设备的焦距并保持所述投影图像不变，所述控制设备计算所述光感应设备的光心在光投射底片平面的坐标。 

6.如权利要求5所述的标定方法，其特征在于： 

步骤S3中，还包括步骤S3-4： 

以所述光感应设备的光心为原点，以所述光感应设备的底片平面为XY平面形成第二坐标系，计算所述标定图像所对应的记录图像在所述第二坐标系下的坐标。 

7.如权利要求2所述的标定方法，其特征在于： 

步骤S6中，基于所述光感应设备的焦点、所述投影图像的两投影点构成的三角形及所述光感应设备的焦点、所述记录图像上对应所述两投影点的两记录点构成的三角形相似，计算所述光感应设备的焦距。 

8.如权利要求1或2所述的标定方法，其特征在于： 

还包括如下步骤： 

步骤S1’：将所述光投射设备的焦点及光感应设备的焦点相连，形成一Z轴，并以距离所述光投射设备的焦点的距离为N并垂直于所述Z轴的平面形成为一X轴及Y轴构成的XY平面，所述X轴、Y轴、Z轴形成一第三坐标系； 

步骤S2’：基于所述标定图像的每两点在所述第三坐标系下的投影连线经过所述第三坐标系的原点，标定所述光感应设备及所述光投射设备在第三坐标系下的外部参数； 

步骤S3’：根据计算出的外部参数计算所述光投射设备的焦点及光感应设备的焦点间的距离L。 

9.如权利要求8所述的标定方法，其特征在于： 

所述外部参数包括： 

（1）以所述光投射设备的底片平面为XY平面形成的第一坐标系的X轴与所述第三坐标系的X轴及Z轴形成的XZ平面的夹角A； 

（2）所述第一坐标系的Y轴与所述XZ平面的夹角B； 

（3）所述第一坐标系的Z轴与所述第三坐标系的Z轴的夹角C； 

（4）以所述光感应设备的底片平面为XY平面形成的第二坐标系的X轴与所述XZ平面的夹角A’； 

（5）所述第二坐标系的Y轴与所述XZ平面的夹角B’； 

（6）所述第二坐标系的Z轴与所述第三坐标系的Z轴的夹角C’。 

10.如权利要求8或9所述的标定方法，其特征在于： 

步骤S2’中，还包括： 

步骤S2’-1：设定一组外部参数值，调节其中的第一参数，计算所述第一参数的最优参数； 

步骤S2’-2：调节所述第一参数及所述外部参数的第二参数，计算所述第二参数的最优参数； 

步骤S2’-3：通过依次递归循环，计算每一所述外部参数的最优参数。