一种三维扫描仪标定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种三维扫描仪标定方法及系统，其中，所述方法包括：为三维扫描仪外挂一第二影像接收装置；通过第一影像接收装置和第二影像接收装置同时拍摄平面标定板在不同位姿下的多帧影像，对第一影像接收装置和第二影像接收装置的内参数和外参数进行标定；通过影像投射装置向白板投射单帧编码结构光，第一影像接收装置和第二影像接收装置同时拍摄白板在不同位姿下的多帧编码影像，对第一影像接收装置和所述影像投射装置的内参数和外参数进行标定。本发明专利技术借助于高分辨率的第二影像接收装置，采用高分辨率的第二影像接收装置和扫描仪中的第一影像接收装置进行配合拍摄，弥补了第一影像接收装置的分辨率问题，提高了扫描仪标定的精度。

A Calibration Method and System for Three-Dimensional Scanner

【技术实现步骤摘要】
一种三维扫描仪标定方法及系统
本专利技术涉及相机标定
，更具体地，涉及一种三维扫描仪标定方法及系统。
技术介绍
在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立相机成像的几何模型，这些几何模型参数就是相机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为相机标定(或摄像机标定)。三维扫描仪包括一影像接收装置和一影像投射装置，比如，包括一相机和投影仪，三维扫描仪的标定即为求解影像接收装置和影像投射装置的内参数和外参数。传统对三维扫描仪的标定方法为，使用棋盘格标定板，影像投射装置向棋盘格标定板投射横向格雷码和纵向格雷码，影像接收装置对棋盘格标定板在不同位姿下拍摄多帧影像。对每一帧影像中的每一个像素进行解码，得到其在影像投射装置底片上的二维像素坐标，然后通过对每一个像素在棋盘格标定板上的三维坐标进行插值得到每一个点在世界坐标系中的坐标。根据每一个像素在影像投射装置底片上的二维像素坐标和在世界坐标系中的坐标，三维扫描仪中的影像接收装置和影像投射装置的内参数和参数进行标定。采用上述标定方法由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维扫描仪标定方法，所述三维扫描仪包括第一影像接收装置和影像投射装置，其特征在于，包括：S1，为所述三维扫描仪外挂一第二影像接收装置，所述第二影像接收装置的分辨率高于所述第一影像接收装置的分辨率；S2，通过所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置同时拍摄平面标定板在不同位姿下的多帧影像，基于平板标定方式对所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置的内参数和外参数进行标定；S3，通过影像投射装置向白板投射单帧编码结构光，所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置同时拍摄所述白板在不同位姿下的多帧编码影像，基于所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置的内参数和外参数，对所述第一影像接收...

【技术特征摘要】
1.一种三维扫描仪标定方法，所述三维扫描仪包括第一影像接收装置和影像投射装置，其特征在于，包括：S1，为所述三维扫描仪外挂一第二影像接收装置，所述第二影像接收装置的分辨率高于所述第一影像接收装置的分辨率；S2，通过所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置同时拍摄平面标定板在不同位姿下的多帧影像，基于平板标定方式对所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置的内参数和外参数进行标定；S3，通过影像投射装置向白板投射单帧编码结构光，所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置同时拍摄所述白板在不同位姿下的多帧编码影像，基于所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置的内参数和外参数，对所述第一影像接收装置和所述影像投射装置的内参数和外参数进行标定。2.根据权利要求1所述的三维扫描仪标定方法，其特征在于，所述平面标定板上设有标定图案。3.根据权利要求1所述的三维扫描仪标定方法，其特征在于，所述平面标定板和所述白板固定于所述机械臂上，通过控制机械臂的运动使得所述平面标定板或所述白板按照间隔固定距离匀速移动。4.根据权利要求1或3所述的三维扫描仪标定方法，其特征在于，所述步骤S2中通过所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置同时拍摄平面标定板在不同位姿下的多帧影像具体包括：针对所述平面标定板的每一个位姿，所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置同时拍摄该位姿下的平面标定板的一帧影像；对于多个位姿下的平面标定板，所述第一影像接收装置拍摄的平面标定板的多帧影像组成第一影像序列，所述第二影像接收装置拍摄的平面标定板的多帧影像组成第二影像序列；其中，所述第一影像序列中多帧第一影像和所述第二影像序列中的多帧第二影像对应组成多帧影像对，每一帧所述影像对包括第一影像接收装置和第二影像接收装置拍摄的平面标定板在相同位姿下的第一影像和第二影像。5.根据权利要求4所述的三维扫描仪标定方法，其特征在于，所述步骤S2中基于平板标定方式对所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置的内参数和外参数进行标定具体包括：对于每一帧所述影像对，提取所述影像对中的同名控制点对，其中，所述同名控制点对包括所述影像对中第一影像中的第一控制点和第二影像中的第二控制点；获取每一个所述同名控制点对中的第一控制点在第一影像中的像素坐标、第二控制点在第二影像中的像素坐标和所述同名控制点对在世界坐标系中的三维坐标，形成所述同名控制点对的坐标组；遍历每一帧所述影像对中的每一个同名控制点对，得到所述第一影像序列和所述第二影像序列中所有同名控制点对对应的坐标组；根据所述所有同名控制点对对应的坐标组，计算出所述第一影像接收装置的内参数K1、所述第二影像接收装置的内参数K2以及所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置的外参数[RT]，其中，所述R和T分别为所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置之间的旋转矩阵和平移向量。6.根据权利要求1所述的三维扫描仪标定方法，其特征在于，所述步骤S3中通过影像投射装置向白板投射单帧编码结构光，所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置同时拍摄所述白板在不同位姿下的多帧影像具体包括：通过影像投射装置向白板投射单帧编码结构光，针对所述白板的每一个位姿，所述第一影像接收装置和所述第二影像接收装置拍摄该位姿下的白板的一帧编码影像；对于多个不同位姿下的白板，所述第一影像接收装置拍摄的所述白板的多帧编码影像组成第一编码影像序列，所述第二影像接收装置拍摄的所述白板的多帧编码影像组成第二编码影像序列；其中，所述第一编码影像序列中多帧第一编码影像和所述第二编码影像序列中的多帧第二编码影像对应组成多帧编码影像对，每一帧所述编码影像对包括第一影像接收装置和第二影像接...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚剑，余虹亮，李云强，陈颖，
申请(专利权)人：武汉尺子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42