伪随机编码结构光系统的标定-论文.pdf

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1、第35卷第6期仪器仪表学报V01．35No．62014年6月ChineseJournalofScientificInstrumentJun．2014伪随机编码结构光系统的标定唐苏明，张旭，屠大维(上海大学机电工程与自动化学院上海市智能制造及机器人重点实验室上海200072)摘要：提出了一种采用伪随机编码原理生成彩色编码图案的结构光系统标定方法。首先，结构光系统向带有棋盘格图案的标定板投射白光，拍摄棋盘格图像，随后将棋盘格图案用白纸完全遮盖，投射彩色编码图案，并拍摄彩色编码图像。其次，采用一种基于K一均值聚类的角点自动提取

2、方法提取伪随机编码图像的角点信息，利用彩色角点信息和射影变换原理建立摄像机图像和投影仪图像的对应关系，根据此对应关系，将三维空间特征点在摄像机坐标系下的图像坐标转换成投影仪坐标系下的图像坐标，从而实现对摄像机和投影仪的同时标定。最后，充分利用伪随机编码图案的桥梁作用对结构光系统外参数进行了整体优化，进而完成系统标定。实验结果表明该方法的标定精度可达0．3像素，且利用此法获得的标定数据对物体进行重建曲面的质量良好。关键词：结构光系统；标定；伪随机编码；K一均值聚类；射影变换中图分类号：TP391文献标识码：A国家标准学科分

3、类代码：460．4035Calibrationofstructuredlightsystemusingpseudo-randomcodingTangSuming，ZhangXu，TuDawei(SchoolofMechatronicEngineeringandAutomation，ShanghaiKeyLaboratoryofIntelligentManufacturingandRobotic，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)Abstract：Inthispaper，aca

4、librationmethodforstructuredlightsystemisproposed，whichadoptspseudo—randomcodingtheorytogen—cratethecolorcodedpattern．Thestructuredlightsystemfirstprojeetswhitelightontoacalibrationboardwithchessboardpatternandcapturesacorrespondingimage，thenthecolorcodedpatterni

5、semittedontothesamecalibrationboardthathasbeencoveredwithawhitepaperandacolorcodedimageiscaptured．Second，anautomaticcomerdetectionmethodbasedonK—meansclusteringisadoptedtoextractthecolorcornerinformationofthepseudo—randomcodedimage；thecorrespondingrelationbetween

6、thecameraimageandtheprojectorimageisdeterminedusingthecolorcomerinformationandtheproj‘ectivetransformationtheory；accordingtothiscorrespondingrelation，theimagecoordinatesofthe3Dchessboardcomerintheprojectorcoordinatesystemisdeterminedfromtheimagecoordinatesintheca

7、meracoordinatesystem，SOtheprojectorandcameraarecalibratedsimuhaneously．Finally，theextrinsicparametersofthestmc—turedlightsystemareintegrallyoptimizedwiththehelpofpseudo—randomcodedpattern，andthecalibrationofthestructuredlightsys—tenisaccomplished．Theexperimentres

8、ultsshowthattheprecisionofthereverseproj‘ectionerrorisonly0．3pixels：usingthecalibra—tedparameters，thestructuredlightsystemwasusedtomeasuresometestobjects，andth