[发明专利]基于红蓝棋盘格标定板的投影仪标定方法

摘要

本发明涉及一种基于红蓝棋盘格标定板的投影仪标定方法，步骤为：选择标定板，搭建测量系统，提取角点坐标，采集变形光栅条纹图像，构建滤波函数，进行补偿，其中包括有对采集到的水平、垂直方向的变形光栅条纹图像进行傅里叶变换，得到变形光栅条纹的幅度谱图像；构建频域滤波函数，进行滤波，提取幅度谱图像中的基频分量与直流分量，对提取的基频分量与直流分量，进行逆傅立叶变换，得到补偿后的水平、垂直方向的变形光栅条纹图像；计算水平方向、垂直方向的补偿变形光栅条纹图像的包裹相位图像，解相位后获取靶图像，然后标定投影仪。本发明构建的频域滤波函数滤除除基频分量和直流分量之外的其他分量，可以明显减少gamma非线性和环境噪声的影响。

主权项

1.一种基于红蓝棋盘格标定板的投影仪标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选择标定板选取对于白色结构光具有均匀反射率的红蓝棋盘格平面作为标定板；S2：搭建测量系统安装好投影仪和相机的位置，将标定板置于所述投影仪和相机的共同视角范围内的某个位置，投影仪倾斜摆放，并保证投影仪投射到标定板上的白色正弦相移光栅条纹图像能够被相机所采集；S3：提取角点坐标使用相机拍摄由红光投射的标定板的图像，提取标定板上各角点的坐标；S4：采集变形光栅条纹图像由投影仪向标定板分别投射水平方向、垂直方向的白色正弦相移光栅条纹图像，采用四步相移法可以得到水平方向和垂直方向各一组4幅的由照相机采集标定板上形成的变形光栅条纹图像；S5：构建滤波函数，进行补偿S5‑1：对采集到的水平、垂直方向的变形光栅条纹图像进行傅里叶变换，得到变形光栅条纹的幅度谱图像；S5‑2：构建频域滤波函数H_i(x,y)，进行滤波，提取步骤S5‑1中的幅度谱图像中的基频分量与直流分量；其中，i＝1,2,3，D_i表示的是构建的频域滤波函数中通带的半径；n表示的是构建的频域滤波函数的阶数；(x_i,y_i)表示幅度谱函数中各分量的中心像素坐标；所述的各分量指代的是基频分量与直流分量；S5‑3：对步骤S5‑2中提取的基频分量与直流分量，进行逆傅立叶变换，得到补偿后的水平、垂直方向的变形光栅条纹图像；S6：计算水平方向、垂直方向的补偿变形光栅条纹图像的包裹相位图像包裹相位通过公式(3)来获取：其中，为包裹相位，I(x，y)为水平方向、垂直方向中第一、二、三、四幅补偿后变形光栅条纹图像中像素坐标为(x，y)的光强灰度值；S7：解相位，得出展开相位的图像根据步骤S6中的水平方向、垂直方向的包裹相位图像进行相位的展开，得到对应的展开相位图像；展开相位通过公式(10)来获取：式中，Φ(x,y)为展开相位，为包裹相位；S8：获取靶图像根据步骤S3中的角点坐标以及每个角点在水平和垂直方向的展开相位值，确定角点在投影图像中的像素坐标，得出用于标定的投影仪的靶图像；标靶图像中的横坐标和纵坐标通过公式(11)和公式(12)获取：Φ₁(u_c,v_c)表示水平方向展开相位，W₁和W₂分别是投影仪在水平和垂直方向的分辨率；Φ₂(u_c,v_c)表示垂直方向展开相位，N₁和N₂分别是投影光栅条纹图像的在水平和垂直方向周期数；u_p和v_p分别是角点(u_c,v_c)在标靶图像中像素坐标的横坐标和纵坐标；S9：标定投影仪移动所述标定板在投影仪和相机的共同视角范围内的至少三个以上的位置，并重复步骤S3‑S8，获取至少3幅靶图像，然后利用相机标定工具即可得到投影仪的内外参数矩阵，完成投影仪的标定。