【技术实现步骤摘要】
结构光系统的校准方法及装置、校准工具图、设备及介质
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种结构光系统的校准方法及装置、校准工具、设备及介质。
技术介绍
目前计算机视觉领域中最为活跃的技术当属三维传感测量技术，三维传感技术主要有结构光、双目立体视觉、飞行时间法，单目空间编码结构光技术则是结构光技术中最为常用的，在工业生产、医疗、电子消费等领域应用广泛。单目空间结构光系统主要由投射器、光学传感器组成。该技术的工作原理是，通过投射器将事先调制好的伪随机图案投射至场景，经过光学传感器采集得到场景图，将场景图与事先存储的一张或多张参考图匹配，再根据三角测量原理，便可进行深度解算，得到场景的深度信息。相较于被动双目匹配，投射器投射的图案能够增强场景特征，使得匹配更加准确。在单目空间编码的3d结构光方案中，一般先在设备存储器内记录一张或若干张特定场景的带有空间编码的图像，称为参考图，在任意场景的3d信息获取中，使用任意场景的空间编码图像，称之为场景图，与参考图进行匹配，寻找参考图和场景图中的同名点(即在空间编码上具有相同特征的...
【技术保护点】
1.一种结构光系统的校准方法，其特征在于，包括：/n获取不同距离下校准工具图的N帧散斑图和对应的N帧红外图；所述校准工具图具有深度标识和姿态标识，所述N大于1；/n基于N帧所述散斑图和N帧所述红外图中的姿态标识及深度标识，确定投影器的当前位置；/n基于所述投影器的当前位置和原始参考图，确定所述投影器的空间旋转矩阵；/n基于所述原始参考图、所述投影器的当前位置、所述空间旋转矩阵获取当前参考图，以使用当前参考图替换原始参考图实现校准。/n
【技术特征摘要】
1.一种结构光系统的校准方法，其特征在于，包括：
获取不同距离下校准工具图的N帧散斑图和对应的N帧红外图；所述校准工具图具有深度标识和姿态标识，所述N大于1；
基于N帧所述散斑图和N帧所述红外图中的姿态标识及深度标识，确定投影器的当前位置；
基于所述投影器的当前位置和原始参考图，确定所述投影器的空间旋转矩阵；
基于所述原始参考图、所述投影器的当前位置、所述空间旋转矩阵获取当前参考图，以使用当前参考图替换原始参考图实现校准。
2.根据权利要求1所述的结构光系统的校准方法，其特征在于，
所述校准工具图整体呈矩形；
所述姿态标识包括：设置于所述校准工具图的四个标识二维码；所述四个标识二维码分别位于矩形的四个顶点；
所述深度标识包括：依次相连的多个黑白方格；
所述黑白方格位于所述校准工具图的四周部。
3.根据权利要求1所述的结构光系统的校准方法，其特征在于，
所述基于N帧所述散斑图和N帧所述红外图中的姿态标识及深度标识，确定投影器的当前位置包括：
识别N帧所述散斑图和N帧所述红外图中的姿态标识及深度标识，基于结构光系统的预设参数确定所述校准工具图的N个拟合平面；
将光学传感器的位置记为坐标系原点O，以光轴OZ建立右手坐标系O-XYZ，T(Tx,Ty,Tz)为投射器的当前位置；P0(x0,y0,z0)与P1(x1,y1,z1)为不同距离下的拟合平面上的一对同名点，依据光沿直线传播原理知，
根据小孔成像模型，P0与P1在光学传感器中的像素位置为p0(u0,v0)与p1(u1,v1)，即：
其中fx为x轴方向上的焦距，fy为y轴方向上的焦距；(cx，cy)为主点坐标；
联立以上三等式(1)(2)(3)，建立p0，p1的关系；
通过同名点匹配，求得p0，p1，P0与P1的具体坐标；将Tx作为是基线长度；
获取至少两对同名点关于投影器的当前位置T(Tx,Ty,Tz)的方程，联立求得所述投影器的当前位置T(Tx,Ty,Tz)。
4.根据权利要求3所述的结构光系统的校准方法，其特征在于，
所述基于所述投影器的当前位置和原始参考图，确定所述投影器的空间旋转矩阵包括：
已知深度信息z0的原始参考图中的任一散斑点P为：
将P随投射器移动至P′：
P′＝P+ΔT；(5)
其中，ΔT为投射器的当前位置与初始位置之间的变化量；P′为小孔成像后在新散斑图的位置；
将原始参考图I0中的所有点进行如公式(5)的变换，计算得到平移参考图I1，所述平移参考图为现有光系统结构的无旋转的参...
【专利技术属性】
技术研发人员：户磊，李东洋，化雪诚，王海彬，刘祺昌，
申请(专利权)人：合肥的卢深视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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