线结构光视觉测量系统简易标定新方法

线结构光视觉测量系统是一种广泛应用于工业检测、机器人导航和三维重构等领域的高精度测量技术。本文提出的“线结构光视觉测量系统运动轴线的简易标定方法”旨在解决传统标定过程中复杂度高、成本高的问题。这种方法采用了一维平面标靶，通过数控平台的平移和旋转运动，结合图像处理技术提取标靶圆心坐标，运用消隐点和三点透视模型(Perspective-N-Point, P3P)理论来确定测量系统的轴线在空间中的位置。 首先，一维标靶被放置在数控平台上，该标靶通常由一组等距的标记点组成，这些点在平面上是共线的。然后，通过控制平台在不同方向上移动和旋转，记录下每个位置下标靶在相机图像中的投影，从而获取一系列圆心坐标。 接下来，利用消隐点的概念，当标靶在不同的视角下观察时，某些点会在图像中消失，这些消失点对应于标靶与相机之间的轴线。通过对这些消隐点的分析，可以推算出轴线的空间位置。同时，文章采用了P3P算法，这是一种基于最少三个非共线点的几何重建方法，能够从二维图像坐标恢复三维场景信息。通过解算这些点的三维坐标，可以精确地确定平移轴和旋转轴的空间参数。 实验结果显示，这种简易标定方法具有高精度，平均绝对测量误差仅为0.0411毫米，均方根(RMS)误差为0.0625毫米。这表明该方法在保证高精度的同时，降低了对硬件设备和计算资源的要求。由于只需要三个已知等距共线点，该方法大大简化了标定流程，提高了标定效率，并且在现场环境中易于实施。 该研究为线结构光视觉测量系统的标定提供了一个成本低、操作简便且精度高的新方案，对于实际应用中的系统校准具有重要意义。通过这种标定方法，不仅可以提高测量系统的整体性能，而且可以加速系统的部署和维护，进一步推动线结构光视觉测量技术在各个领域的广泛应用。