[发明专利]结构光全景测量系统的测量方法

摘要

本发明提供了一种结构光全景测量系统的测量方法，在根据本发明的结构光全景测量系统的测量方法中，利用两个双曲面镜，即第一双曲面镜和第二双曲面镜，分别与相机和投影仪构成相机全景子系统和投影仪全景子系统进而组成结构光全景测量系统，鉴于双曲面镜的非线性导致精度损失而导致对硬件的要求高，设计变频的环形条纹模板图片和恒频的伞状条纹模板图片以降低对硬件的要求从而保证较高的精度，而后建立相机全景子系统成像模型和投影仪全景子系统成像模型，并结合移相法结构光测量原理对被测目标的三维坐标进行测量，从而在保证较高精度的前提下操作简单的实现全景测量。

主权项

1.一种结构光全景测量系统的测量方法，其特征在于，包括步骤：S1：设计相机全景子系统(1)的第一双曲面镜(11)和投影仪全景子系统(2)的第二双曲面镜(21)；S2：设置相机全景子系统(1)中的相机(12)与第一双曲面镜(11)的相对位置和投影仪全景子系统(2)中的投影仪(22)与第二双曲面镜(21)的相对位置，使第一双曲面镜(11)的双曲面的对称轴与相机(12)的光轴在同一条直线上并使第一双曲面镜(11)的外焦点(F1)与相机(12)的光心(O1)重合，相机全景子系统(1)的轴线定义为与相机(12)的光轴和第一双曲面镜(11)的对称轴在同一条直线上，使第二双曲面镜(21)的双曲面的对称轴与投影仪(22)的光轴在同一条直线上并使第二双曲面镜(21)的外焦点(F01)与投影仪(22)的光心(O2)重合，投影仪全景子系统(2)的轴线定义为与投影仪(22)的光轴和第二双曲面镜(21)的对称轴在同一条直线上，相机全景子系统(1)的轴线与投影仪全景子系统(2)的轴线在同一条直线上以此直线作为结构光全景测量系统的轴线，轴向移动相机全景子系统(1)和投影仪全景子系统(2)以配置相机全景子系统(1)和投影仪全景子系统(2)的相对位置；S3：设计变频的环形条纹模板图片和恒频的伞状条纹模板图片，得到四个模板图片组，即高频环形条纹模板图片组、低频环形条纹模板图片组、高频伞状条纹模板图片组和低频伞状条纹模板图片组，用于投影仪(22)投影；S4：建立相机全景子系统成像模型和投影仪全景子系统成像模型；S5：根据步骤S3得到的四个模板图片组利用N_p步移相法结构光测量原理标定结构光全景测量系统，得到相机全景子系统(1)的内参矩阵A_C、投影仪全景子系统(2)的内参矩阵A_p以及投影仪全景子系统(2)和相机全景子系统(1)之间的位置关系矩阵S6：将被测目标(M)设置在结构光全景测量系统的视场(A1)中，结构光全景测量系统的视场(A1)为相机全景子系统(1)和投影仪全景子系统(2)形成的公共视场，根据步骤S4中建立的相机全景子系统成像模型和投影仪全景子系统成像模型和步骤S5中得到的相机全景子系统(1)的内参矩阵A_C、投影仪全景子系统(2)的内参矩阵A_p以及投影仪全景子系统(2)和相机全景子系统(1)之间的位置关系矩阵利用N_p步移相法结构光测量原理进行目标测量得到被测目标(M)的三维坐标。