一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法，步骤为：建立由高精度标定板和利用五维精密位移台组成的靶标；线结构光视觉传感器中的激光器投射结构光光平面至靶标上形成靶标上的特征点；在靶标上建立空间坐标系OXYZ，获取靶标上特征点的空间坐标系坐标(x,y,z)；摄像机采集包括图像并提取特征点，得到特征点的图像坐标(u,v)；建立的特征点的图像坐标和三维空间坐标的映射关系；对线结构光视觉传感器进行标定，得到该点的空间坐标系坐标(y,z)，实现对线结构光视觉传感器的直接标定。本发明专利技术方法由高精度标定板和五维精密位移台组成的靶标，精度高且成本较低，采集特征点数量大。

A calibration method of line structured light vision sensor based on Support Vector Machines

The invention relates to a calibration method for line structured light vision sensor based on support vector machine steps: the establishment of the high precision calibration board and the use of precision displacement of target; line structured light vision sensor in laser projection light plane to form the target feature points on the target; the establishment of space coordinates OXYZ on the target, obtain the spatial coordinates coordinates of feature points on the target (x, y, z); the camera includes image and extract feature points, get the image coordinates of the feature points (U, V); to establish the mapping between the feature points of image coordinates and 3D coordinates of line structure; light vision sensor calibration, get the coordinates coordinates of the point (y, z), the direct calibration of line structured light vision sensor. The method of the invention is composed of a high-precision calibration plate and a five dimensional precision displacement table, wherein the target has high accuracy, low cost and large number of acquisition characteristic points.

【技术实现步骤摘要】
一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法
本专利技术属于结构光视觉测量技术应用领域，具体地说是一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法。
技术介绍
线结构光视觉测量技术具有测量精度高、实时性好、抗干扰能力强等特点，在工业测量、三维重建、逆向工程等领域有着广泛的应用。线结构光传感器的标定方法主要包括传统标定方法和直接标定方法。传统标定方法即有模型标定方法，该方法基于摄像机的针孔成像理论建立结构光三维视觉检测数学模型，标定摄像机的内外参数以及光平面与摄像机的位置关系。目前应用的有模型标定方法主要有靶标标定法、微分法、消隐点法、机械调整法、细丝散射法、交比不变法等。有模型标定方法为了提高标定精度，相应的模型也会越复杂，计算量也很大，还存在着提取特征点数量少，靶标精度不高，应用领域受制约等缺点。
技术实现思路
针对现有技术中结构光传感器标定方法模型复杂、计算量也很大等不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种简单快速、精度高的基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法，包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于包括以下步骤：1)建立由高精度标定板和利用五维精密位移台组成的靶标；2)线结构光视觉传感器中的激光器投射结构光光平面至靶标上产生结构光光纹与靶标上的条纹相交，产生一条或多条结构光条纹，形成靶标上的特征点；3)在靶标上建立空间坐标系OXYZ，通过靶标上的条纹尺寸和五维精密平移台的刻度值，获取靶标上特征点的空间坐标系坐标(x,y,z)；4)由线结构光视觉传感器中的摄像机采集包括靶标条纹和结构光光纹的图像，对图像经数字图象处理后提取特征点，进而得到特征点的图像坐标(u,v)；5)基于支持向量机建立每个结构光光平面上的特征点的图像坐标和三维空间...

【技术特征摘要】
1.一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于包括以下步骤：1)建立由高精度标定板和利用五维精密位移台组成的靶标；2)线结构光视觉传感器中的激光器投射结构光光平面至靶标上产生结构光光纹与靶标上的条纹相交，产生一条或多条结构光条纹，形成靶标上的特征点；3)在靶标上建立空间坐标系OXYZ，通过靶标上的条纹尺寸和五维精密平移台的刻度值，获取靶标上特征点的空间坐标系坐标(x,y,z)；4)由线结构光视觉传感器中的摄像机采集包括靶标条纹和结构光光纹的图像，对图像经数字图象处理后提取特征点，进而得到特征点的图像坐标(u,v)；5)基于支持向量机建立每个结构光光平面上的特征点的图像坐标和三维空间坐标的映射关系；6)对线结构光视觉传感器进行标定，依据传感器对实物测量到的待标定点的图像坐标(u,v)，输入映射模型得到该点的空间坐标系坐标(y,z)，实现对线结构光视觉传感器的直接标定。2.按权利要求1所述一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器直接标定方法，其特征在于：步骤1)中建立由高精度标定板和利用五维精密位移台组成的靶标为：选择刻印有高精度等间隔条纹线的平板作为标定板，条纹线宽度和间隔宽度的尺寸已知，标定板的长度和宽度由摄像机的视场大小决定，将条纹所在面作为被测面；将标定板安装在五维精密位移台上，通过五维精密平移台的角度调节来调整标定板，使标定板条纹所在的被测面垂直于五维精密位移台的竖直移动方向，使条纹所在方向平行于五维精密位移台的一个水平移动方向，固定安装，组成标定靶标。3.按权利要求1所述一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器直接标定方法，其特征在于：步骤2)中线结构光视觉传感器中激光器投射结构光光平面至靶标上产生一条结构光光纹与靶标上的条纹相交，形成靶标上的特征点，具体为：将线结构光视觉传感器中的激光器发射的结构光光平面投射在靶标被测面上形成结构光光纹，结构光光纹与靶标上的条纹垂直相交，结构光光纹和条纹两个边缘的交点，即为靶标上的特征点。4.按权利要求1所述一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器直接标定方法，其特征在于：步骤3)中在靶标上建立空间坐标系OXYZ，其包括如下过程：定义光平面有效区间内的最远端，即距离传感器最远位置处，该位置的结构光光纹与靶标边缘的条纹的外边缘相交的交点为坐标原点O；定义空间坐标系的三个坐标轴：垂直于被测面且平行于五自由度精密平移台的竖直移动方向定义为Z轴方向；被测面上量块的长度方向定义为X轴方向，与X轴在同一平面且垂直于X轴方向定义为Y轴方向。5.按权利要求1所述一种基于支持向量机的线结构光视觉传感器直接标定方法，其特征在于：步骤3)中通过靶标上的条纹尺寸和五维精密平移台的刻度值，获取靶标上特征点的空间坐标系坐标(x,y,z)为：标定靶标为高精度等间隔条纹线，条纹宽度尺寸和条纹间隔尺寸已知，依据靶标上建立的空间坐标系，空间三维坐标Y轴坐标通过特征点和坐标零点位置关系计算获取；空间三维坐标X轴、Z轴坐标通过五自由...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹媛媛，李鹏飞，蔡尚，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21