基于简单激光的相机外参标定与三维重建方法

"本文介绍了一种使用简单单点激光与相机进行外参数标定的新方法，以实现对非合作目标的高精度三维重建。这种方法降低了视觉系统的成本，并且具有与激光测距仪相当的重建精度。" 在机器视觉领域，传统的视觉系统通常结合相机与激光测距仪来实现三维重建，但这样的系统不仅操作复杂，而且成本较高。鉴于此，研究人员提出了一种创新的视觉系统，用一个简单的单点激光器替代激光测距仪。这种新系统同样能够实现对目标激光点的精确三维重建，同时大幅度降低了设备成本。 关键在于有效的外部参数（即相机与激光之间的相对位置和姿态）标定。该方法首先需要在相机坐标系下确定激光的方向和位置，然后利用特定的标定算法计算出激光相机系统的外参数。这一过程确保了激光发射点与相机图像平面的关联，从而能够在三维空间中准确重建激光点的位置。 标定完成后，激光相机系统可以被用来追踪并重建目标的激光点。实验结果显示，利用该方法得到的三维坐标精度高，重建精度与基于激光测距仪的系统相当。这表明，尽管简化了硬件设备，但并未牺牲重建的准确性。 此外，这种方法对于非合作目标的重建特别有用，因为在这些目标上可能无法安装反射标记或其他辅助设备。非合作目标的三维重建是机器人导航、自动驾驶、遥感等领域的重要技术挑战，而该研究提供了一个经济且高效的解决方案。 总结来说，这篇研究论文提出了一个创新的视觉系统设计，结合了低成本的单点激光器和相机，通过精确的外参数标定实现了高精度的三维重建。这种方法对于推动机器视觉技术在各种应用场景中的广泛应用，特别是对于资源有限或对成本敏感的项目，具有重要的实践价值。