[发明专利]结构光系统标定方法及装置、结构光系统及移动设备

权利要求书

1.一种结构光系统标定方法，其特征在于，包括：

获得标定板图像和标定板被投影模组投影后的投影图像，其中投影模组的投影图案基于二值几何空间编码图案形成；

利用标定板图像和投影图像对包括相机和投影模组的结构光系统进行标定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二值几何空间编码图案是利用伪随机阵列将多种码字图形嵌入特征图形而生成，码字图形为黑白二值几何图形，特征图形为栅格，背景色为黑色；所述投影图案是将二值几何空间编码图案中白色置为透光，黑色置为不透光而形成。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述栅格由垂直相交直线形成。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用标定板图像和投影图像对包括相机和投影模组的结构光系统进行标定，包括：

提取投影图像在相机图像上的坐标，结合投影图像在投影模组图像上的坐标，建立相机图像坐标与投影模组图像坐标之间的对应关系；

利用所述对应关系和标定板图像对所述结构光系统进行标定。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提取投影图像在相机图像上的坐标，结合投影图像在投影模组图像上的坐标，建立相机图像坐标与投影模组图像坐标之间的对应关系，包括：

将投影图像转化为灰度图像，利用滤波器对灰度图像进行平滑处理；

从平滑处理后的灰度图像提取特征点，获得特征点的拓扑结构；

根据特征点的拓扑结构提取栅格内的码字图形；

对提取的码字图形进行识别，确定特征点的码字；

根据已识别的特征点的码字信息与投影特征点的码字信息，确定相机图像坐标与投影模组图像坐标之间的对应关系。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对提取的码字图形进行识别，确定特征点的码字，包括按如下方式利用卷积神经网络对提取的码字图形进行识别：

识别前先将多幅含单一码字图形的投影图案分别投射至标定板用于采集训练样本，通过调节高斯噪声、执行仿射变换及施行高斯滤波扩大样本数量，利用样本训练识别网络，利用已训练的网络对提取的码字图形进行识别。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用所述对应关系和标定板图像对所述结构光系统进行标定，包括：

利用所述对应关系将标定板在相机图像上的坐标转换至投影模组图像上；

利用张正友平面标定法对结构光系统进行标定。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，利用所述对应关系将标定板在相机图像上的坐标转换至投影模组图像上，包括：

利用所述对应关系计算相机图像与投影模组图像之间的单应性矩阵；

利用所述单应性矩阵将标定板在相机图像上的特征点坐标转换至投影模组图像上；

利用张正友平面标定法对结构光系统进行标定，包括：

以标定板上的特征点为数据源，结合张正友平面标定法对结构光系统进行标定。

9.如权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，所述相机为红外相机；所述投影模组为投影光栅模组；所述结构光系统为光栅结构光系统。

10.一种结构光系统标定装置，其特征在于，包括：

图像获得模块，用于获得标定板图像和标定板被投影模组投影后的投影图像，其中投影模组的投影图案基于二值几何空间编码图案形成；

系统标定模块，用于利用标定板图像和投影图像对包括相机和投影模组的结构光系统进行标定。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述二值几何空间编码图案是利用伪随机阵列将多种码字图形嵌入特征图形而生成，码字图形为黑白二值几何图形，特征图形为栅格，背景色为黑色；所述投影图案是将二值几何空间编码图案中白色置为透光，黑色置为不透光而形成。