[发明专利]一种用于全视角三维测量仪光学系统的畸变矫正算法

说明书

本发明公开了一种用于全视角三维测量仪光学系统的畸变矫正算法，所述算法包括如下步骤：一、畸变关系建立：构建标准图像与畸变图像坐标之间的映射关系，生成畸变矫正系数文件或畸变矫正表格文件；二、畸变图像矫正：利用生成的畸变矫正系数文件或畸变矫正表格文件对输入的畸变图像进行矫正，最终获得矫正后的标准图像。该算法可以有效地减小由于光学镜头制造、装调误差所致图像畸变引起的立体测量误差，大大提高系统的测角精度，解决了由于镜头畸变降低图像中物体的几何位置精度，进而产生测量误差的问题。

技术领域

本发明属于光学成像技术领域，涉及一种用于全视角三维测量仪光学系统的畸变矫正算法。

背景技术

全自动影像测量仪能够便捷而快速的进行三维坐标测量，满足现代制造业对尺寸检测提出的更高速、更便捷、更精准的测量需要，是解决制造业发展的一个瓶颈技术。全视角高精度三维测量仪是一款大视场、高分辨率、工作距离范围大的精密测角定位系统，其测角精度要求达到秒级精度。由于全视角三维测量仪采用F-Theta系统、90°大视场广角光学系统，当光学系统的畸变为0.1%时，由畸变产生的角度偏差为2.73′，当光学系统的畸变降低4倍为0.025%时，畸变产生的角度偏差为40″，减小系统畸变可实现系统测角精度不随视场角增大而降低、保证不同视场内测角精度一致，解决由于镜头畸变降低图像中物体的几何位置精度，进而产生的测量误差，可以有效地减小由于光学镜头制造、装调误差所致图像畸变引起的立体测量误差，大大提高系统的测角精度。

发明内容

为了解决由于镜头畸变降低图像中物体的几何位置精度，进而产生测量误差的问题，本发明提供了一种用于全视角三维测量仪光学系统的畸变矫正算法，该算法可以有效地减小由于光学镜头制造、装调误差所致图像畸变引起的立体测量误差，大大提高系统的测角精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于全视角三维测量仪光学系统的畸变矫正算法，包括如下步骤：

一、畸变关系建立

构建标准图像与畸变图像坐标之间的映射关系，生成畸变矫正系数文件或畸变矫正表格文件；

二、畸变图像矫正

利用生成的畸变矫正系数文件或畸变矫正表格文件对输入的畸变图像进行矫正，最终获得矫正后的标准图像。

本发明具有如下有益效果：

1、针对采用了F-Theta系统的光学镜头，保证镜头结构本身优点的同时，保证系统畸变满足测量要求。

2、有效降低了光学系统畸变，提高了测角精度，使全视角三维测量仪测角精度达到秒级。

附图说明

图1为算法组成示意图；

图2为畸变关系建立流程图；

图3为畸变图像矫正流程图；

图4为可见光光学系统组成图；

图5为低畸变广角成像光学镜头结构图；

图6为系统畸变分析图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：如图1所示，本实施方式提供的用于全视角三维测量仪光学系统的畸变矫正算法由畸变关系建立与畸变图像矫正两部分组成，其中：

所述畸变关系建立是构建标准图像与畸变图像坐标之间的映射关系。如图2所示，具体步骤如下：