基于光栅投影的多摄像机标定方法.pdf

《基于光栅投影的多摄像机标定方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３７卷第９期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ９２０１６年９月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｅｐ．２０１６基于光栅投影的多摄像机标定方法１，２１，２１，２汤明，达飞鹏，盖绍彦（１．东南大学自动化学院南京２１００９６；２．复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室南京２１００９６）摘要：多摄像机是解决结构光测量系统中视场小和自遮挡等问题的有效方案，但同时由于摄像机分布广、无公共视场，存在全局标定困难的问题。提出了一种基于条纹投影的多摄像机标定方法。加入辅助设备投影仪并向视场内投影大

2、幅面的条纹图案，借助相位算法建立起全局相位场，反求景物的投影仪虚拟图像。利用平面靶标标定摄像机的内参和投影仪的外参获取靶标平面的移动信息，进而求解相邻摄像机的位置参数。最后的优化过程中，再根据相位值对相邻摄像机的图像完成亚像素匹配，通过最小化重建偏差对系统参数进行迭代优化。在搭建的多摄像机三维测量系统上进行试验，结果表明本文的多摄像机标定和测量方案切实可行。关键词：标定；多摄像机；结构光；测量中图分类号：ＴＰ３９１．４ＴＨ８９文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：１２０．６１５０Ｍｕｌｔｉｃａｍｅｒａｓｃａｌｉｂｒａｔ

3、ｉｏｎａｐｐｒｏａｃｈｂａｓｅｄｏｎｆｒｉｎｇｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ１，２１，２１，２ＴａｎｇＭｉｎｇ，ＤａＦｅｉｐｅｎｇ，ＧａｉＳｈａｏｙａｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＣｏｍｐｌｅｘＳｙｓｔｅｍｓｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｌｔｉｃａｍｅｒ

4、ａｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏａｄｄｒｅｓｓｔｈｅｓｍａｌｌｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗａｎｄｓｅｌｆｏｃｃｌｕｓｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｓｙｓｔｅｍ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｗｉｄｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃａｍｅｒａｓａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｐｕｂｌｉｃｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｒｅｉｓａｇｌｏｂａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ．Ａｍｕｌｔｉｃａｍｅｒａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｆｒｉｎｇｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ．Ａ

5、ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ，ａｕｘｉｌｉａｒｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｌａｒｇｅｆｏｒｍａｔｆｒｉｎｇｅｉｍａｇｅｉｓｐｒｏｊｅｃｔｅｄｗｉｔｈｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗ．Ａｇｌｏｂａｌｐｈａｓｅｆｉｅｌｄｗｉｔｈｐｈａｓｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｉｍａｇｅｏｆｔｈｅｓｃｅｎｅｉｓｉｎｖｅｒｓｅｌｙｓｏｌｖｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｐｌａｎｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｍｏｖｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔａｒｇｅｔ

6、ｐｌａｎｅ，ａｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔａｒｇｅｔｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｉｂｒａｔｅｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃａｍｅｒａａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｏｒ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｃａｍｅｒａｃａｎｂｅｓｏｌｖｅｄ．Ｉｎｔｈｅｆｉｎａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｕｂｐｉｘｅｌｓｍａｔｃｈｔｈｅｉｍａｇｅｏｆｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｃａｍｅｒａｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｈａｓｅｖ

7、ａｌｕｅｓ，ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｉｔｅｒａｔｉｖｅｌｙｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｖｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｍｕｌｔｉｃａｍｅｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔｓｙｓｔｅｍｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｕｌｔｉｃａｍｅｒａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉｃａｍｅｒａｓ

8、；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｌｉｇｈｔ［３４］的参数，标定精度对系统的测量精度具有决定性的影１引言响。摄像机标定通常需要借助精确制造的靶标，利用靶［１２］结构光测量是一种高效的、非接触的物体三维形标上特征点的已知信息和其成像后的图像坐标来精确求［５］貌测量技术，目前已经广泛应用于逆向工程、磨具设计、解小孔成像模型。单摄像机的标定一