[发明专利]一种基于双目视觉的激光三维投影方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的激光三维投影方法，适用于采用振镜扫描方式的激光三维投影装置，所述激光三维投影装置包括振镜、振镜控制板卡、激光发生器、准直扩束装置和动态聚焦装置；其中，振镜由振镜控制板卡控制并连接计算机，激光发生器与振镜的位置相对固定，激光由激光发生器发出后，经过准直扩束装置、振镜与动态聚焦装置后出射；

其特征在于，所述基于双目视觉的激光三维投影方法包括：

S1，在激光三维投影装置中安装双目视觉装置，并使得安装固定后的所述双目视觉装置与所述激光三维投影装置中的振镜的位置相对固定；

S2，利用所述双目视觉装置的定位功能，确定所述激光三维投影装置的出射激光光斑的三维坐标与振镜的偏转角度之间的转换关系，实现振镜的标定；

S3，利用所述双目视觉装置的定位功能，确定所述双目视觉装置与待投影目标之间的位置关系；

S4，基于确定好的所述双目视觉装置与待投影目标之间的位置关系以及出射激光光斑的三维坐标与振镜的偏转角度之间的转换关系，进行激光三维投影；

所述双目视觉装置包括两个相机，两个相机分别安装在所述振镜的左、右两侧；

两个相机的坐标系的Y轴与振镜坐标系的Y轴平行；

利用所述双目视觉装置的定位功能，确定所述激光三维投影装置的出射激光光斑的三维坐标与振镜的偏转角度之间的转换关系，实现振镜的标定，包括：

S21，将激光三维投影装置固定，确保其中各部件的相对位置关系保持不变，打开激光器，使得激光出射到任意位置，并保证两相机均能得到激光光斑图像；

S22，使用两相机分别获取激光光斑图像，并使用双目视觉装置的定位功能确定出射激光光斑的三维坐标，同时记录此时振镜的偏转角度驱动值；

S23，重复S21～S22，得到至少1000组不同的出射激光光斑的三维坐标和振镜的偏转角度；基于得到的光斑坐标和振镜的偏转角度，使用最小二乘法求解激光光斑在相机坐标系下的坐标与振镜的偏转角度驱动值之间的转换关系；

利用所述双目视觉装置的定位功能，确定所述双目视觉装置与待投影目标之间的位置关系，包括：

S31，固定待投影目标；其中，所述待投影目标上至少有4个标志点；

S32，使用双目视觉装置的定位功能得到相机与待投影目标间的位置关系；

基于确定好的所述双目视觉装置与待投影目标之间的位置关系以及出射激光光斑的三维坐标与振镜的偏转角度之间的转换关系，进行激光三维投影，包括：

S41，将待投影目标在计算机中进行建模，使用点云库生成待投影目标模型的点云文件，并在所述点云文件中得到一组待投影的三维坐标；

S42，将S41得到的一组待投影的三维坐标，根据已知的相机与待投影目标间的位置关系，转换为相机坐标系下的一组三维坐标；再根据激光光斑在相机坐标系中的坐标与振镜的偏转角度之间的转换关系，得到一组振镜的偏转角度值，使用所得到的振镜的偏转角度值驱动振镜，完成三维投影功能。

2.如权利要求1所述的基于双目视觉的激光三维投影方法，其特征在于，相机通过安装支架安装在所述激光三维投影装置上，且所述安装支架上开设有滑槽，相机可在所述滑槽中移动，以便将相机的视场移动到振镜的扫描范围。

3.如权利要求2所述的基于双目视觉的激光三维投影方法，其特征在于，所述安装支架与所述振镜固定在同一块安装板上。