[发明专利]结构光三维测量的投影机镜头畸变误差校正方法

说明书

本申请公开了一种结构光三维测量的投影机镜头畸变误差校正方法，可解决投影机镜头的畸变校正，校正流程较为复杂，导致校正速度较慢的技术问题。包括：基于相机采集到的投影机投影至被测物体表面的相移条纹图像，获取初始对应性信息，并依据初始对应性信息计算三维点云的投影机图像坐标；基于投影机镜头畸变参数对三维点云的投影机图像坐标进行至少一次畸变校正，获得校正后的对应性信息；根据初始对应性信息和校正后的对应性信息创建投影机镜头畸变误差校正查询表，基于投影机镜头畸变误差校正查询表对投影机镜头进行畸变误差校正。本申请适用于结构光三维测量中对投影机镜头畸变的误差校正。

技术领域

本申请涉及三维扫描领域，尤其涉及到一种结构光三维测量的投影机镜头畸变误差校正方法。

背景技术

结构光三维扫描技术广泛应用于工业检测、文物仿形、医学整形与逆向工程等领域。一个基本的结构光三维扫描系统由一个投影机与一个相机组成，其工作原理是系统通过投影机投影单幅或多幅预编码图案至被测物体表面，相机采集被物体表面调制后的编码图案，并传输至上位机进行解码获得对应性信息，然后根据光学三角测量原理结合系统标定参数获取三维点云信息。将对应性信息转化为三维点云信息这一过程，常被称为三角计算。

通常情况下，三角计算在PC端进行，但这一过程比较耗时，少则十几秒，多则数分钟，难以满足快速计算的需求。因此，在工业应用中，常采用FPGA作为数据处理器进行三角计算以实现快速计算。然而，在实现计算过程中，相机镜头与投影机镜头的畸变校正是关键步骤，尤其是投影机镜头的畸变校正，目前的校正流程较为复杂，导致校正速度较慢。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种结构光三维测量的投影机镜头畸变误差校正方法，可解决投影机镜头的畸变校正，校正流程较为复杂，导致校正速度较慢的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种结构光三维测量的投影机镜头畸变误差校正方法，该方法包括：

基于相机采集到的投影机投影至被测物体表面的相移条纹图像，获取初始对应性信息，并依据所述初始对应性信息计算三维点云的投影机图像坐标；

基于投影机镜头畸变参数对所述三维点云的投影机图像坐标进行至少一次畸变校正，获得校正后的对应性信息；

根据所述初始对应性信息和所述校正后的对应性信息创建投影机镜头畸变误差校正查询表，基于所述投影机镜头畸变误差校正查询表对所述投影机镜头进行畸变误差校正。

根据本申请的另一个方面，提供了一种结构光三维测量的投影机镜头畸变误差校正装置，该装置包括：

计算模块，用于基于相机采集到的投影机投影至被测物体表面的相移条纹图像，获取初始对应性信息，并依据所述初始对应性信息计算三维点云的投影机图像坐标；

校正模块，用于基于投影机镜头畸变参数对所述三维点云的投影机图像坐标进行至少一次畸变校正，获得校正后的对应性信息；

创建模块，用于根据所述初始对应性信息和所述校正后的对应性信息创建投影机镜头畸变误差校正查询表，基于所述投影机镜头畸变误差校正查询表对所述投影机镜头进行畸变误差校正。

根据本申请又一个方面，提供了一种三维扫描仪的投影机镜头畸变误差校正方法，包括：

使用投影机镜头畸变误差校正查询表校正三维扫描仪的投影机镜头畸变误差，其中，所述投影机镜头畸变误差校正查询表的创建包括：

基于相机采集到的投影机投影至被测物体表面的相移条纹图像，获取初始对应性信息，并依据所述初始对应性信息计算三维点云的投影机图像坐标；

基于投影机镜头畸变参数对所述三维点云的投影机图像坐标进行至少一次畸变校正，获得校正后的对应性信息；

根据所述初始对应性信息和所述校正后的对应性信息创建投影机镜头畸变误差校正查询表。