陈文亮，董清亮，刘 峰，王向军，吴凡路



三维空间中线结构光与相机快速标定方法

陈文亮，董清亮，刘 峰，王向军，吴凡路

（天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室，天津 300072）

针对结构光立体视觉系统快速标定问题，本文提出了一种多线结构光单目视觉测量系统的快速标定方法，该方法可以同时完成多个线结构光的标定，不必每一个线结构光单独标定，从而实现相机与线结构光的快速标定。具体为相机内参采用张氏标定法提前标好，外参标定采用设计的三维阵列立柱靶标配合实现。在已知三维阵列立柱靶标各立柱端面中心点对应物像坐标后，可得到二者间的旋转和平移矩阵；在线结构光投射到对应不同高度立柱端面上后，根据以上物像关系可得到端面光条坐标，利用该坐标可拟合出激光平面方程，进而可建立起各激光面与相机之间的变换关系，完成系统标定。

三维阵列立柱靶标；线结构光；相机标定；平面方程

0 引言

常见的视觉测量系统有双目测量系统、基于结构光的单目视觉测量系统以及基于点光源的测量系统[1]。其中线结构光单目视觉测量技术具有结构简单、精度较高、速度快等优点，并且在在线测量、三维地貌测量等领域有广泛的应用，所谓的线结构光是指面激光。本文就基于线结构光单目视觉测量中的标定进行研究。标定的参数包括摄像机的内外参以及线结构光平面方程，其中摄像机的内参包括焦距、中心点坐标、径向畸变、切向畸变，都以像素为单位，外参包括平移矩阵与旋转矩阵，表示像平面坐标系与世界坐标系之间的关系。……