[发明专利]一种基于线结构光扫描的双目立体视觉三维测量方法

摘要

本发明公开了一种基于线结构光扫描的双目立体视觉三维测量方法。首先，对双目工业相机进行立体标定，利用线激光器投射激光光条，分别获取左右激光光条图像，并基于Hessian矩阵方法提取亚像素精度的光条中心坐标，根据极线约束原理进行光条匹配，计算出激光平面方程；其次，获取待测工件的线激光扫描图像，提取待测工件图像坐标，结合双目相机标定参数和激光平面方程计算出待测工件世界坐标，由此恢复待测工件三维表面形貌。相较普通的单目相机结合线结构光的三维测量系统，本发明避免了进行复杂的激光平面标定,相较传统的立体视觉方法，本发明在保证测量精度的同时，降低了双目立体视觉中立体匹配的难度，提高了视觉三维测量系统的鲁棒性和易用性。

主权项

一种基于线结构光扫描的双目立体视觉三维测量方法，其特征在于，包括如下步骤：1)使用左右相机同时拍摄不同位置下的棋盘格标定靶图像，提取图像中的亚像素级角点坐标，并分别对左右相机进行单目标定；2)对左右相机之间位置关系进行立体标定，获得旋转矩阵R和平移向量T；3)根据双目相机标定结果，计算出左右相机之间的基本矩阵F；4)打开线激光器并对待测工件投射激光光条，使用左右相机获取包含线激光光条的待测工件图像，对左、右相机获取的图像进行立体校正和高斯滤波，并基于阈值分割算法初步提取出像素精度的激光光条；5)基于Hessian矩阵法对激光光条进行一步细化，以获得亚像素精度的光条中心坐标；6)基于极线约束和激光条纹约束实现左右相机激光光条中心点匹配；7)获取左右相机所有激光光条对应的匹配点后，结合相机标定结果，计算出光条中心点对应的三维坐标，即完成光条点的三维重构，实现待测工件三维轮廓信息测量。