基于普吕克直线的多线结构光视觉传感器标定方法

针对多线结构光系统的快速标定,提出了一种基于普吕克直线的标定方法。传统的线结构光标定方法大多以单点的形式进行提取和坐标系转换,从而获得平面方程。然而单点数量较多会导致操作复杂,不适用于多线结构光的标定。为了解决这个问题,提出了一种新的标定方法,该方法在标定过程中全部采用普吕克矩阵的形式,而不是直接使用点特征。该方法有利于在摄像机坐标系下快速准确地获得光平面方程。同时设计了一种与该方法相对应的用于标定多线结构光的平面标定靶标。为了将一般直线转换为普吕克直线,将图像平面维度延展,定义了一个新的图像空间。为了对普吕克直线的坐标系进行转换,重新表达了基于普吕克直线的透视投影模型。基于普吕克空间中直线与平面的性质,对多条结构光线的普吕克矩阵进行合并即可高效地构造出线性的矩阵方程,从而进一步拟合出结构光平面方程。实验验证了所提方法并证明了校准精度的显著提高,当测试距离为1.8 m时,测量得到的三维点的RMS误差在0.08 mm之内。

基于视觉结构光的大型曲面动态测量方法

针对大型曲面的三维重建和形变分析技术现状,提出了一种基于双目结构光系统的曲面动态测量方法。在曲面重建过程中系统可自由移动,通过视觉定位方法恢复系统的移动路径。为保证曲面重建的精度,利用全局优化方法将各个位置提取的结构光点云统一在全局坐标系下,有效避免了位姿计算过程中的误差累积,得到了高精度的曲面形貌。将两次测量的全局坐标系位姿进行统一,利用高精度姿态传感器及静态基准点计算两次测量过程中全局坐标系之间的相对位姿。实验结果表明,该方法快速有效,且曲面形变测量相对误差在0.12%以内。