一种基于升降台标定的双目结构光成像方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及机器视觉技术领域，公开了一种基于升降台标定的双目结构光成像方法及系统，通过提供一种计算3D坐标的新模型并采用迭代法求解模型，能够取得精度高、稳定性好的成像效果；同时，根据单目成像结果和标定模型反向计算匹配点，提高了搜索匹配点准确性，无需每次搜索整行，降低了搜索耗时。降低了搜索耗时。降低了搜索耗时。

【技术实现步骤摘要】
一种基于升降台标定的双目结构光成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器视觉
，尤其涉及一种基于升降台标定的双目结构光成像方法及系统。

技术介绍

[0002]机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用计算机来模拟人的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。
[0003]双目成像技术是其中一种机器视觉技术，在大多数双目成像系统中，需要通过立体标定、立体校正、立体匹配和计算3D坐标等步骤才能生成物体三维图像，由于立体匹配是采用匹配算法搜索左右相机匹配点，整个过程非常耗时，而且计算出的3D坐标模型也较为固定，导致图像精度更依赖于匹配效果。
[0004]相比于双目成像技术，双目结构光成像技术的效率更高，数据处理量更低，应用更为广泛。但即便如此，双目结构光成像技术也依然存在标定精度较低、精度不稳定，且搜索左右匹配点时间过长等问题。
[0005]因此，需要对现有技术进行改进。
[0006]以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于升降台标定的双目结构光成像方法，其特征在于，所述方法包括：S1、分别对双目相机和投影仪进行标定；S2、通过构建相同的世界坐标用于寻找左右相机的匹配点，并对所有匹配点构建17个参数的模型用于计算双目3D坐标；S3、采用高斯德塞尔迭代法求解模型参数得到X、Y、Z三个方向的双目标定转换矩阵H
x
、H
y
、H
z
；S4、对标定板条纹图求解绝对相位图，并求出对应的投影仪像素坐标；S5、根据标准针孔相机模型求解可得左右相机单应性矩阵H
cl
、H
cr
和投影仪单应性矩阵H
pl
、H
pr
；S6、对于成像物体求出左右相机绝对相位图I
l
、I
r
；S7、联立H
cl
和H
pl
求出左相机对应3D坐标，同理求出右相机3D坐标；S8、根据左相机3D坐标和H
cr
解出对应右相机上的像素坐标，以及根据右相机3D坐标和H
cl
解出对应左相机上的像素坐标；S9、根据步骤S8所得3D坐标对应的像素坐标和绝对相位图I
l
、I
r
在固定区间中搜索出左右相机匹配点；S10、根据匹配点和双目标定转换矩阵H
x
、H
y
、H
z
求得双目3D坐标。2.根据权利要求1所述的基于升降台标定的双目结构光成像方法，其特征在于，步骤S1包括：选取标定板放置在升降台上；控制升降台上升不同的高度，并采集不同高度下的标定板图像；在不同的高度下，采集大于6组的标定板图像对双目相机进行标定；在不同的高度下，采集X方向和Y方向大于6*24张的标定板条纹图像对投影仪进行标定。3.根据权利要求2所述的基于升降台标定的双目结构光成像方法，其特征在于，步骤S2包括：通过构建相同的世界坐标用于寻找左右相机的匹配点(L
u
,L
v
)和(R
u
,R
v
)；对所有匹配点构建如下17个参数的模型用于计算双目3D坐标：对所有匹配点构建如下17个参数的模型用于计算双目3D坐标：对所有匹配点构建如下17个参数的模型用于计算双目3D坐标：4.根据权利要求3所述的基于升降台标定的双目结构光成像方法，其特征在于，步骤S3包括：采用高斯赛德尔迭代法求解模型参数得到X、Y、Z三个方向的双目标定转换矩阵H
x
、H
y
、H
z
，迭代公式如下：
5.根据权利要求4所述的基于升降台标定的双目结构光成像方法，其特征在于，步骤S4包括：定义X、Y方向的绝对相位图为P
ix
、P
iy
，图像点I(ux,uy)、投影仪宽高为pw和ph，可得投影仪的像素坐标P(x,y)计算公式如下：x0＝P
ix
(floor(uy),floor(ux))*(pw/2π)；x1＝P
ix
(ceil(uy),ceil(ux))*(pw/2π)；x＝x0+(x1
‑
x0)*(ux
‑
floor(ux))；同理可得：y＝y0+(y1
‑
y0)*(uy
‑
floor(uy))。6.根据权利要求5所述的基于升降台标定的双目结构光成像方法，其特征在于，步骤S5包括：根据标准针孔相机模型求解可得左右相机单应性矩阵H
cl
、H
cr
和投影仪单应性矩阵H
pl
、H
pr
，公式如下：改写为AX＝B的形式如下：采用直接求解得到系数X＝(A
T
A)
‑1A
T
B。7.根据权利要求6所述的基于升降台标定的双目结构光成像方法，其特征在于，步骤S7包括：联立H
cl
和H
pl
求出左相机对应3D坐标，同理求出右相机3D坐标，公式如下：up＝I(u,v)*(pw/2π)；a1＝h
c00
‑
h
c20
*v、b1＝h
c01
‑
h
c21
*v、c1＝h
c02
‑
h
c22
*v；a2＝h
c10
‑
h
c20
*u、b2＝h
c21
‑
h
c21
*u、c2＝h
c12
‑
h
c22
*u；a3＝h
p00
‑
h
p20
*up、b3＝h
p01
‑
h
p21
*u...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈顺，寇冠中，潘威，曹玲，卢盛林，
申请(专利权)人：广东奥普特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：