[发明专利]一种基于相移偏折测量系统的高精度标定方法

权利要求书

1.一种基于相移偏折测量系统的高精度标定方法，该方法采用一种标定装置，包括工业相机，LCD（Liquid Crystal Display）显示屏，工控机，标定玻璃板，光源，轨道及X,Y,Z轴运动控制平台等，该标定方法包括：

S₁、标定工业相机的内参，调整好工业相机的工作距离，在相机的焦距范围内调整标定玻璃板的角度，相机收集m张图像传给工控机，工控机根据标定玻璃板的图像计算出相机的内参；

S₂、在轨道内固定好标定玻璃板，调整并输入期望的分辨率参数R_x，R_y、标定范围、标定玻璃板参数、光源参数及图像预处理参数；

S₃、标定工业相机的外参，运动控制平台控制相机到指定的位置拍摄标定玻璃板的图片，工控机根据图像计算出相机的外参，同时计算出该位置的工作距离D_i并确定分辨率R_xi，R_yi，其中i代表了标定位置的索引号；

S₄、标定系统的几何参数，在显示屏边缘构造n个反光特征点，显示屏显示标定图案，固定工业相机的位置，设置不同的曝光值，提取构造特征点和标定图案特征点在相机坐标系下的齐次坐标矩阵，通过坐标系转换求得构造特征点在显示屏坐标系下的齐次坐标矩阵M_{r_lcd}；

S₅、拍摄构造的特征点和标定玻璃板的特征点，提取对应在摄影测量坐标系下的齐次坐标矩阵M_{r_phg}、M_{c_phg}，经过变换得到显示屏坐标系到摄影测量坐标系的转换矩阵；

S₆、拍摄标定玻璃板，提取标定玻璃板特征点在相机坐标系下的坐标矩阵M_{c_cam}，结合M_{c_phg}，经变换得到摄影测量坐标系到相机坐标系的转换矩阵，进一步求解显示屏坐标系到相机坐标系的转换矩阵。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S₁包括：

S₇、为了保证运动控制平台的标定精度，X、Y方向使用伺服控制平台，Z方向使用步进控制平台，利用步进电机的力矩锁定特性来避免相机在Z方向因为重力作用带来的扰动；

S₈、为了保证检测系统的定位精度，标定玻璃板标定点的间距最大为5mm，理论上间距越小精度越高；

S₉、为了满足内参计算算法的条件，相机收集的标定玻璃板图像m至少为6，收集的图像越多理论精度越高，但相应的计算时间也会更久。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S₂包括：

S₁₀、测量系统期望的分辨率越小，整个系统的定位精度以及标定玻璃板的规格工艺越高；

S₁₁、本方法支持的图像处理参数包含双边二值化参数以及图像开、闭运算等参数；

S₁₂、光源参数包括R，G，B三色光源及白光，不同的光源会直接影响标定点的定位，本方法支持R，G，B及白光按照一定比例合成的光源。