[发明专利]镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法

摘要

本发明公开了一种镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，首先分别确定标定图案的圆心在屏幕坐标系OxyzLCD下的三维坐标、标定板上图案在相机坐标系下的三维坐标；再利用摄影测量系统获取屏幕显示图案的圆心及标定板上图案的圆心在摄影测量系统坐标系Oxyzphg下的三维坐标；求出屏幕坐标系到摄影测量坐标系的转换矩阵phg[RT]LCD、摄影测量坐标系到标定板坐标系的转换矩阵cal[RT]phg、标定板坐标系到相机坐标系的转换矩阵cam[RT]cal；最后计算屏幕坐标系到相机坐标系的转换矩阵：本方法克服了传统标定方法中存在的未考虑到平面镜的平整度、采集到的标定图像变形严重的问题，实现了高精度屏幕‑相机位姿标定。

主权项

1.一种镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，所述镜面/类镜面物体三维测量系统包括屏幕、处理器、显示装置和相机；所述相机用于获取镜面/类镜面物体表面图像；所述屏幕受控于处理器，用于向所述镜面/类镜面物体表面投射预设图像；所述处理器用于计算结果；所述显示装置与处理器连接，用于显示所述计算结果；所述屏幕与相机的相对位置固定，定义屏幕坐标系Oxyz_LCD、相机坐标系Oxyz_cam，其特征在于包括如下步骤：1)所述屏幕显示有多个圆形或环形的标定图案，确定所述标定图案的圆心在屏幕坐标系Oxyz_LCD下的三维坐标；2)利用相机拍摄标定板，所述标定板上图案为圆环或圆；3)将摄影测量系统的基准尺、编码点分别放置在屏幕、标定板周围，利用摄影测量系统获取屏幕显示图案的圆心及标定板上图案的圆心在摄影测量系统坐标系Oxyz_phg下的三维坐标；4)根据屏幕显示的标定图案的圆心在摄影测量系统下的三维坐标及其在屏幕坐标系下的坐标，求出屏幕坐标系到摄影测量坐标系的转换矩阵^phg[RT]_LCD；根据标定板上图案的圆心分别在摄影测量坐标系和标定板坐标系的三维坐标，求出摄影测量坐标系到标定板坐标系的转换矩阵^cal[RT]_phg；根据标定板上图案的圆心在标定板坐标系和相机坐标系下的三维坐标，或利用图像与标定板的单应性关系，求出标定板坐标系到相机坐标系的转换矩阵^cam[RT]_cal；5)计算屏幕坐标系到相机坐标系的转换矩阵：^cam[RT]_LCD＝^cam[RT]_cal×^cal[RT]_phg×^phg[RT]_LCD。