[发明专利]一种单线阵摄像机标定方法

摘要

一种单线阵摄像机标定方法，设计一个同心圆标定板，使同心圆标定板在不同高度上，以固定的位姿匀速通过线阵摄像机扫描视场范围，用线阵摄像机以固定的频率拍摄三组同心圆标定板在不同高度上的线阵图像；确定同心圆直径对应的线图像，并进行镜头径向畸变校正，在线图像中确定五个特征点，建立图像坐标系和世界坐标系，计算图像坐标系与世界坐标系的对应关系，即完成线阵摄像机的标定。该标定方法简单明确，测量精度小于0.1cm。

主权项

一种单线阵摄像机标定方法，其特征在于：步骤一、制作同心圆标定板，所述同心圆标定板上具有两个同心且不同半径的圆；步骤二、固定LED光源位置和线阵摄像机的位置，设定线阵摄像机的焦距、曝光时间、光圈大小和扫描频率；步骤三、使同心圆标定板在不同的设定高度上，以固定的位姿和设定好的速度匀速通过线阵摄像机扫描视场范围，用线阵摄像机以固定的频率拍摄三组同心圆标定板在不同设定高度上的线阵图像；步骤四、在拍摄的线图像中确定同心圆直径对应的线图像，方法为：计算每个线图像中同心圆边缘点之间的差值，差值最大的一个线图像即为同心圆直径对应的线图像；步骤五、根据制作同心圆标定板时设定的两个同心圆的半径，对线图像进行镜头径向畸变校正；步骤六、在确定的同心圆直径对应的线图像中，选定直径与两个同心圆的四个交点和同心圆的圆心为特征点，得到五个特征点的图像坐标；步骤七、在同心圆标定板上建立世界坐标系，使投影到线图像上的那条直径与世界坐标系成一个已知的角度，计算出投影到线图像上的那条直径上选定的五个特征点的世界坐标；步骤八、根据选定的五个特征点的图像坐标和世界坐标，通过视平面方程和视线方程求解得到线阵摄像机坐标系与世界坐标系之间的旋转矩阵和平移向量，即得到线阵摄像机的外部参数；步骤九、根据设定的焦距，得到线阵摄像机的内部参数，即完成线阵摄像机的标定。