[发明专利]一种基于平行双圆柱靶标的线结构光视觉传感器标定方法

权利要求书

1.一种基于平行双圆柱靶标的线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于实现步骤如下：

a、对线结构光视觉传感器中的摄像机进行标定，将平行双圆柱靶标在合适位置摆放1次，使得线激光器投射的光平面和两个圆柱相切，且摄像机能拍摄到两个图像光条；拍摄所述平行双圆柱靶标上的激光光条图像，提取光条图像中心点，拟合光条图像中光条的椭圆图像；

b、基于透视投影变换建立两个空间椭圆与两个椭圆图像之间对应方程；以椭圆短轴与平行双圆柱靶标直径相同为约束条件，求解光平面方程；

c、将靶标在线结构光视觉传感器前摆放多次，通过非线性优化方法得到光平面方程的最优解。

2.根据权利要求1所述的基于平行双圆柱靶标的线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于：步骤a中提取光条图像中心点，拟合光条图像中光条的椭圆图像的实现步骤如下：

(1)提取拍摄光条图像中所有光条中心的图像坐标，通过图像畸变校正方法，得到图像中所有光条中心的无畸变图像坐标；

(2)利用两条光条的无畸变图像坐标，拟合光条的椭圆图像。

3.根据权利要求1所述的基于平行双圆柱靶标的线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于：步骤b中基于透视投影变换建立两个空间椭圆与两个椭圆图像之间对应方程具体如下：

(1)由拟合椭圆图像可以求得两个椭圆图像的参数矩阵；

(2)由双圆柱靶标的几何参数设定空间椭圆的参数矩阵；

(3)根据摄像机透视投影变换建立两个椭圆图像的参数矩阵和空间椭圆的参数矩阵的关系。

4.根据权利要求1所述的基于平行双圆柱靶标的线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于：步骤b中以椭圆短轴与平行双圆柱靶标直径相同为约束条件，求解光平面方程过程为：

(1)把椭圆短轴与直径相同为约束条件代入步骤b中建立的两个空间椭圆与两个椭圆图像之间的对应方程；

(2)结合透视投影变换中旋转矩阵的性质求解出空间椭圆坐标系与图像椭圆坐标系之间的旋转矩阵及平移矢量；

(3)根据旋转矩阵及平移矢量求解光平面方程。

5.根据权利要求1所述的基于平行双圆柱靶标的线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于：步骤c中通过非线性优化方法得到光平面方程的最优解，采用Levenberg-Marquardt非线性优化方法求解旋转矩阵和平移向量在最大似然准则下的最优解。