三维激光扫描仪：结构光测距与摄像机定标

本文主要介绍了三维激光扫描仪的工作原理及其在摄像机图片处理中的应用，特别是摄像机定标点（U,V）值的关联。 在三维激光扫描仪中，结构光测距是一种重要的技术手段。它利用光源产生的几何信息，如点状、条状或网状结构光，结合图像处理来获取物体的几何信息。例如，线光源产生的窄激光平面照射到物体表面，形成光条纹，摄像机捕捉到的条纹形状揭示了物体表面的轮廓。通过分析条纹的形态和间断性，可以计算出物体各点相对于摄像机的距离和高度。当物体旋转时，可以获取其表面的全面深度和高度信息。 摄像机定标是计算机视觉中的关键步骤，它涉及到图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系之间的转换关系。线性模型，又称针孔模型，是对摄像机成像几何关系的简化描述。在这个模型中，图像上的每个像素点（u，v坐标）对应于真实世界中的一点。然而，这些坐标系统并未直接以物理单位表示，而是基于像素位置的计数。 摄像机定标通常需要通过实验方法确定摄像机参数，这些参数包括焦距、主点坐标等，以便将像素坐标转换为真实世界的三维坐标。描述中的(u1, v1)等坐标点可能是用于定标的特征点，它们在摄像机图像中的位置与实际三维空间中的点相对应。这些定标点的U和V值可以帮助建立摄像机的内在参数矩阵，从而实现从二维图像到三维空间的精确映射。 三维激光扫描仪通过结构光测距技术获取物体表面信息，而摄像机定标则是将这些信息转化为实际空间坐标的关键步骤。通过对摄像机模型的理解和定标点的计算，可以实现对物体的三维重建和精确测量，广泛应用于工业检测、文物数字化、虚拟现实等领域。