共面法高精度结构光自扫描系统标定方法

本文主要讨论的是"基于共面法的结构光自扫描测量系统参数标定方法"。在现代精密测量领域，结构光技术因其高精度和非接触特性被广泛应用在三维物体扫描和表面形貌检测中。结构光自扫描测量系统通过发射结构化的光线，然后接收反射回来的光线，通过分析这些光线的变化来获取物体的三维信息。然而，为了确保测量的准确性，系统参数的精确标定至关重要。 论文提出了一种创新的标定方法，它采用了共面法，这是一种通过寻找多个平面上的光条中心点来确定系统参数的方法。首先，构建了相机和系统的数学模型，这包括了相机的内参数（如焦距、主点等）和外参数（如镜头畸变）。接着，利用张正友方法对相机和平板棋盘靶标进行标定，这种靶标具有明显的格子结构，便于获取关键点。 在标定过程中，作者设计了一种靶标位置规划策略，通过在不同位置放置靶标，使得在各个光平面上得到的光条是共面的，从而找到光条中心。利用这些中心点作为约束条件，可以建立多个光平面的方程。由于多个平面的交线可能存在不唯一性，作者引入了一个优化目标函数，通过对振镜转轴在相机坐标系中的表达进行优化求解，解决了这一问题，最终得到了振镜坐标系与相机坐标系之间的转换矩阵，完成了整个标定过程。 这个方法的优点在于其标定过程简单，计算量相对较小，非常适合于现场快速标定，节省了时间和资源。实验结果显示，该方法实现了较高的标定精度，能够满足结构光自扫描测量系统对于精度的要求，从而保证了测量结果的可靠性。 这篇论文提供了实用的结构光自扫描测量系统参数标定方法，对于提高测量系统的性能和应用范围具有重要意义，特别是在自动化和工业生产环境中，对精度控制有着显著的价值。通过结合共面法和优化算法，研究人员可以更好地理解和掌握这一关键技术，推动测量技术的发展。