[发明专利]一种双目视觉多线投影结构光标定方法

权利要求书

1.一种双目视觉多线投影结构光系统标定方法，所述双目视觉多线投影结构光系统包括：左摄像机、右摄像机和投影仪，其特征在于，所述标定方法包括以下步骤：

步骤1：采用一块黑底白色平行条纹的平板靶标作为标定板，被测空间内移动标定板，多线结构光与标定板白色条纹相交形成交点点阵，并采用鼠标标记方法确定光条序号；

步骤2：左摄像机和右摄像机采集的点阵图像，点击点阵四个角点，采用网格化插值法得到点阵中其他交点初始估计位置；在交点初始估计位置k*k邻域采用大津阈值法和灰度加权平均法求得交点亚像素坐标；

步骤3：根据交点所属光条序号确定左摄像机图像和右摄像机图像中交点一一对应关系，通过已标定的左摄像机和右摄像机参数得到交点三维坐标；

步骤4：重复执行步骤1-3，将多次得到的交点三维坐标按照光条序号分类，对所有属于同一结构光面的点采用最小二乘法对属于同一条结构光的交点三维坐标进行平面拟合得到平面方程，直到得到所有结构光面在系统坐标系下平面方程，完成标定为止。

2.根据权利要求1所述的双目视觉多线投影结构光系统标定方法，其特征在于，所述标定板是一块黑底白线条纹的平板靶标，所述白色条纹平行且间距相等。

3.根据权利要求1所述的双目视觉多线投影结构光系统标定方法，其特征在于，所述确定光条序号的鼠标标记方法是：通过鼠标放置在投影模板的某一条结构光作为标记光条，已知所述标记光条序号，通过点阵中第一列交点与标记光条序号相对位置得到第一列交点所属光条序号，通过点阵中最后一列交点与标记光条序号相对位置得到最后一列交点所属光条序号，采用网格化插值法得到点阵中其他交点初始估计位置，根据插入顺序确定其他交点所属光条序号。

4.根据权利要求1所述的双目视觉多线投影结构光系统标定方法，其特征在于，所述权利要求1中求交点亚像素坐标：设定以初始估计位置为中心大小为k*k的方形邻域，k大小根据实际情况设定，采用大津阈值法得到方形邻域阈值t，假设k*k的方形邻域有m个像素灰度大于t，第i个像素坐标是k_i＝[k_ix,k_iy]^T,该像素灰度为v_i，交点亚像素坐标由下式计算出来：

$u=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^m(v_i-t)k_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^m(v_i-t)k_i},$

其中，u代表交点亚像素坐标，t代表阈值，m代表大于方形邻域中灰度大于阈值的像素数量，k_i＝[k_ix，k_iy]^T代表第i个像素坐标，k_ix代表第i个像素横坐标，k_iy第i个像素纵坐标，v_i代表第i个像素灰度值。