单相机监控偏折术测量：一种解决重复标定问题的新方法

"单相机监控偏折术测量方法是一种创新的测量技术，它解决了移动屏幕偏折术测量中的重复标定问题。通过结合相位测量偏折术的原理，该方法利用一个辅助相机监控LCD显示屏的两个位置，并通过PnP（Perspective-n-Point）算法和坐标系变换来确定显示屏在主相机中的位置和姿态。利用绝对相位追踪，可以确定同一像素点在LCD屏幕两个位置上的对应相位点，进而计算出入射光线、法线和梯度信息。通过径向基函数插值法，能够精确重建镜面形状。此外，该方法使用镜面标定法对主辅相机进行一次性标定，避免了重复标定带来的误差。经过仿真和实验验证，这种方法具有高精度和可行性，尤其适用于光学三维测量和机器人视觉等领域。" 本文介绍了一种基于单相机监控的偏折术测量技术，主要针对移动屏幕的测量。传统的偏折术测量方法往往需要频繁的标定，这可能导致测量误差。而此新方法通过辅助相机和主相机的协同工作，有效地解决了这一问题。首先，辅助相机捕捉LCD屏幕的两个不同位置，然后通过PnP算法，可以计算出LCD屏幕相对于主相机的三维位置和姿态。PnP算法是一种在计算机视觉中用于恢复场景中物体点和相机参数的方法，它可以解决从二维图像点到三维世界点的映射问题。 接下来，利用绝对相位追踪技术，研究人员可以追踪同一像素在LCD屏幕两个位置上的相位变化，这有助于确定入射光线的方向。相位测量是光学测量中常用的一种手段，通过测量光波的相位变化可以获取物体表面的信息。通过计算这些相位点，可以进一步得到法线和梯度信息，这对于理解物体表面的几何特性至关重要。 为了精确重建镜面形状，文中采用了径向基函数插值法。这是一种数值分析中的插值方法，通过径向基函数构建一个连续的插值函数，将离散数据点平滑地连接起来，从而实现高精度的形状重构。 在实际应用中，主辅相机可能有不同的视场，因此需要进行一次性的镜面标定以确保测量的准确性。镜面标定是通过对镜面进行特定的测量和校准，以消除系统误差的过程。 最后，通过仿真和实验，该方法的可行性和高精度得到了验证。实验结果表明，这种方法在测量精度上表现出色，对于光学三维测量和机器人视觉等领域的应用具有重要价值。文章作者强调了这种方法的优势在于减少了标定次数，降低了重复标定带来的误差，提高了测量效率和精度。