[发明专利]多线结构光传感器的标定方法

摘要

本发明提供了一种多线结构光传感器的标定方法。包括：将标定板固定在移动平台上，将多线结构光投射到所述标定板上，获取每个光条在标定板的图像坐标系下的坐标，利用预先拟合的坐标转换公式将所述图像坐标系下的坐标转换为靶标平面坐标系下的坐标，根据当前标定板的空间位置坐标将所述靶标平面坐标系下的坐标转换为世界坐标系下的坐标。通过拟合运算得到多线结构光传感器的每一个光平面的图像坐标系下的坐标与世界坐标系下的坐标之间的转换公式，完成多线结构光传感器的标定过程。本发明不需要确定光平面在摄像机坐标系下的方程，以及各个光平面之间的位置关系，使算法得到简化，提供了一种有效的多线结构光视觉传感器的标定方法。

主权项

1.一种多线结构光传感器的标定方法，其特征在于，包括：步骤a、将平面度好的标定板作为靶标平面，将所述标定板固定在移动平台上；步骤b、将多个光平面按照一定关系构成多线结构光，每个光平面投射到物体上将形成一个光条，将多线结构光投射到所述标定板上，获取每个光条在所述标定板的图像坐标系下的坐标，利用预先拟合的坐标转换公式将所述图像坐标系下的坐标转换为靶标平面坐标系下的坐标，根据当前标定板的空间位置坐标将所述靶标平面坐标系下的坐标转换为世界坐标系下的坐标；步骤c、通过所述移动平台将所述标定板沿垂直于靶标平面的方向移动一段距离，再次将多线结构光投射到所述标定板上，并再次获取每个光条的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标；重复执行上述步骤b和步骤c，得到多组多线结构光的图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标，根据每一个光条的多组图像坐标系下的坐标和世界坐标系下的坐标分别进行拟合运算，得到多线结构光传感器的每一个光平面的图像坐标系下的坐标与世界坐标系下的坐标之间的转换公式，完成多线结构光传感器的标定过程；以所述标定板的图像平面的左上角为原点，水平向右方向为u轴，竖直向下方向为v轴建立图像坐标系，所述图像坐标系为以像素为单位的坐标系；所述靶标平面上包括多个位置已定的特征点，以靶标平面的某一特征点为原点，水平向右为x轴，竖直向下为y轴建立靶标平面坐标系，所述靶标平面坐标系是以实际物理单位mm为度量的坐标系；以移动平台初始位置靶标平面上某一特征点为原点，水平向右为x轴，竖直向下为y轴，垂直靶标平面方向为z轴，建立世界坐标系，所述世界坐标系是以实际物理单位mm为度量的坐标系，所述移动平台移动方向与靶标平面垂直，沿着z方向；调节传感器的位置，将标定板置于传感器的测量范围内；获取靶标平面上各个特征点分别在图像坐标系下的坐标(u,v)和在靶标平面坐标系下的坐标(x,y)；根据各个特征点的坐标求解由图像坐标系下的坐标(u,v)到靶标平面坐标系下的坐标(x,y)之间的坐标转换公式：其中，n为坐标转换多项式的阶数，cij和dij为多项式的系数，根据最小二乘法求解系数cij和dij：其中m是特征点的个数。