[发明专利]一种基于标定筒的单目多线结构光传感器的标定方法

权利要求书

1.一种基于标定筒的单目多线结构光传感器标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据应用场景加工标定筒，所述标定筒内表面包括无附着棋盘格靶面的固定内径圆筒内表面、附着柔性棋盘格靶面的固定内径圆筒内表面和包含不同内径的阶梯状圆筒内表面；采用柔性棋盘格靶面作为标定靶时，标定靶平面x轴为标定筒轴向，y轴为标定筒周向；

步骤2：使用相机拍摄标定靶固定位置图像，检测靶面采集图像中棋盘格靶面的角点坐标，并与棋盘格靶面的柱面坐标对应起来，建立圆筒柱面坐标与采集图像的对应关系；具体地，

第一步：调整相机位置，拍摄棋盘格靶面的图像；

第二步：提取棋盘靶面的特征点p_i＝(u_i,v_i)，对应的柱面坐标P_i＝(r,iΔθ,iΔz)；其中，棋盘格靶面的柱面坐标P_i＝(r,iΔθ,iΔz)与特征角点的间隔距离Δh和标定筒半径r有关，选取一特征点P₀＝(r,0,0)为初始点，Δθ＝Δh/r,Δz＝Δh；

第三步：采用直接线性标定方法,标定出远心镜头投影矩阵M和t，其中，远心镜头投影矩阵M和t由公式p_i＝M_2×3P_iw+t联立求解得到，式中，p_i＝(u_i,v_i),P_iw＝(rsin(iΔθ),rcos(iΔθ),iΔz)；

步骤3：使用单目多线结构光传感器拍摄多线结构光平面在标定圆筒内壁图像，确定光条在固定半径圆筒内的位置，将其光条位置作为参考位置，并提取光条中心拟合出的二次曲线方程；

步骤4：使用单目多线结构光传感器拍摄多线结构光平面在标定筒内不同半径的测量图像，确定偏移系数；具体地，提取单目多线结构光传感器在不同内径上的图像拟合直线，计算同一光条在不同内径上的偏移量，通过内径变化量Δr与直线偏移量Δp计算偏移系数α＝Δr/Δp；并将被测点r值代入中求解θ和z，即得被测点的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的基于标定筒的单目多线结构光传感器标定方法，其特征在于，附着于标定筒内的所述柔性棋盘格靶面不限于固定棋盘格大小，其含有精确尺寸的特征点不少于4个。