【技术实现步骤摘要】
一种基于球体标定物的多相机-投影仪系统标定方法
本专利技术涉及一种多相机多投影仪的同时标定技术，特别涉及一种基于球体标定物的多相机-投影仪系统标定方法，属于光学精密测量
技术介绍
随着工业测量需求的不断增长，光学三维测量以其操作简便和数据精确的特点越来越受到关注。在诸多的光学三维测量技术中，条纹投影轮廓术(FringeProjectionProfilometry,FPP)由于其高速度、高精度和大视野的突出优点得到了广泛的研究和应用。通常，基于FPP原理的结构光测量系统与传统立体视觉不同之处在于它用数字投影仪取代了其中一个相机。投影仪的作用是用于向被测物体投射编码好的图案模板，由相机拍摄这些物体上的图案通过相应的解码算法建立相机像素与投影仪像素之间的对应关系，再结合标定参数利用三角法重建出目标物体的三维形状。对于此类相机/投影仪对的测量系统，每个组件的正确标定对于准确重建三维形状至关重要。由于涉及到投影仪的使用，使得此类结构光系统的标定更加复杂。比较经典的方法是将投影仪当作一种逆向的相机，通过相移方法获得绝对...
【技术保护点】
1.一种基于球体标定物的多相机-投影仪系统标定方法，其特征在于，在所述多相机-投影仪系统中，将单个相机和单个投影仪组成一个结构光测量单元，所述多相机-投影仪系统中的若干结构光测量单元以测量区域为中心环形放置，每个相机和每个投影仪的光轴均对准测量区域；每个结构光测量单元独立工作，每个结构光测量单元中投影仪的投影幅面覆盖相机的拍摄幅面；/n该标定方法具体为：/n步骤1，将球体标定物置于多相机-投影仪系统的测量区域中，启动每个结构光测量单元对球体标定物依次进行图案投影和拍摄，并分别获得各个相机及投影仪下球体标定物的投影曲线；/n步骤2，变换球体标定物在中央测量区域中的位置并重复执...
【技术特征摘要】
1.一种基于球体标定物的多相机-投影仪系统标定方法，其特征在于，在所述多相机-投影仪系统中，将单个相机和单个投影仪组成一个结构光测量单元，所述多相机-投影仪系统中的若干结构光测量单元以测量区域为中心环形放置，每个相机和每个投影仪的光轴均对准测量区域；每个结构光测量单元独立工作，每个结构光测量单元中投影仪的投影幅面覆盖相机的拍摄幅面；
该标定方法具体为：
步骤1，将球体标定物置于多相机-投影仪系统的测量区域中，启动每个结构光测量单元对球体标定物依次进行图案投影和拍摄，并分别获得各个相机及投影仪下球体标定物的投影曲线；
步骤2，变换球体标定物在中央测量区域中的位置并重复执行步骤1，获得各个相机及投影仪下各自相平面内至少3幅不同的投影曲线，由这些投影曲线求得各个相机和投影仪的内参数；
步骤3，在每个相机/投影仪坐标系下，利用以下公式求出球体标定物的球心在该坐标系下的坐标：
其中，α＝tan(θ/2)，θ为圆锥角，K为相机/投影仪的内参数，r为球体标定物的半径，o为球体标定物的球心的投影坐标；
步骤4，利用全局匹配方法将每个相机/投影仪坐标系下的球心坐标进行匹配，获得相机/投影仪之间的相对旋转矩阵和相对平移向量，最终将所有相机和投影仪统一到同一个世界坐标系下，完成标定。
2.根据如权利要求1所述的一种基于球体标定物的多相机-投影仪系统标定方法，其特征在于，步骤1中各个相机及投影仪下球体标定物的投影曲线获得方法，具体为：
步骤1.1，通过每个结构光测量单元中的相机拍摄球体标定物，提取出球体标定物在相机上成像的亚像素级外轮廓，并使用最小二乘方法将亚像素级外轮廓拟合为椭圆曲线，该椭圆曲线即为相机下球体标定物的投影曲线；
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