【CN109916304A】镜面类镜面物体三维测量系统标定方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910258091.1

(22)申请日 2019.04.01

(71)申请人 易思维（杭州）科技有限公司

地址 310051 浙江省杭州市滨江区滨安路

1197号3幢495室

(72)发明人 孙博　郭磊　邢威　魏志博　

(51)Int.Cl.

G01B 11/00(2006.01)

(54)发明名称镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法(57)摘要本发明公开了一种镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，首先分别确定标定图案的圆心在屏幕坐标系Oxyz LCD 下的三维坐标、标定板上图案在相机坐标系下的三维坐标；再利用摄影测量系统获取屏幕显示图案的圆心及标定板上图案的圆心在摄影测量系统坐标系Oxyz phg 下的三维坐标；求出屏幕坐标系到摄影测量坐标系的转换矩阵phg [RT]LCD 、摄影测量坐标系到标定板坐标系的转换矩阵cal [RT]phg 、标定板坐标系到相机坐标系的转换矩阵cam [RT]cal ；最后计算屏幕坐标系到相机坐标系的转换矩阵：本方法克服了传统标定方法中存在的未考虑到平面镜的平整度、采集到的标定图像变形严重的问题，实现了高精度屏幕-

相机位姿标定。权利要求书2页 说明书4页CN 109916304 A 2019.06.21

C N 109916304

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109916304 A

1.一种镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，所述镜面/类镜面物体三维测量系统包括屏幕、处理器、显示装置和相机；所述相机用于获取镜面/类镜面物体表面图像；所述屏幕受控于处理器，用于向所述镜面/类镜面物体表面投射预设图像；所述处理器用于计算结果；所述显示装置与处理器连接，用于显示所述计算结果；所述屏幕与相机的相对位置固定，定义屏幕坐标系Oxyz LCD、相机坐标系Oxyz cam，其特征在于包括如下步骤：

1)所述屏幕显示有多个圆形或环形的标定图案，确定所述标定图案的圆心在屏幕坐标系Oxyz LCD下的三维坐标；

2)利用相机拍摄标定板，所述标定板上图案为圆环或圆；

3)将摄影测量系统的基准尺、编码点分别放置在屏幕、标定板周围，利用摄影测量系统获取屏幕显示图案的圆心及标定板上图案的圆心在摄影测量系统坐标系Oxyz phg下的三维坐标；

4)根据屏幕显示的标定图案的圆心在摄影测量系统下的三维坐标及其在屏幕坐标系下的坐标，求出屏幕坐标系到摄影测量坐标系的转换矩阵phg[RT]LCD；

根据标定板上图案的圆心分别在摄影测量坐标系和标定板坐标系的三维坐标，求出摄影测量坐标系到标定板坐标系的转换矩阵cal[RT]phg；

根据标定板上图案的圆心在标定板坐标系和相机坐标系下的三维坐标，或利用图像与标定板的单应性关系，求出标定板坐标系到相机坐标系的转换矩阵cam[RT]cal；

5)计算屏幕坐标系到相机坐标系的转换矩阵：

cam[RT]LCD＝cam[RT]cal×cal[RT]phg×phg[RT]LCD。

2.如权利要求1所述镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，其特征在于：所述标定板上图案、屏幕显示的标定图案、摄影测量系统内的编码点至少存在于摄影测量系统获取的两张图片中。

3.如权利要求1所述镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，其特征在于：所述标定板上图案与屏幕上显示的图案一样。

4.如权利要求1所述镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，其特征在于：步骤2)中标定板置于相机镜头正前方。

5.一种镜面/类镜面物体三维测量系统标定方法，述镜面/类镜面物体三维测量系统包括屏幕、处理器、显示装置和相机；所述相机用于获取镜面/类镜面物体表面图像；所述屏幕受控于处理器，用于向所述镜面/类镜面物体表面投射预设图像；所述处理器用于计算结果；所述显示装置与处理器连接，用于显示所述计算结果；所述屏幕与相机的相对位置固定，定义屏幕坐标系Oxyz LCD、相机坐标系Oxyz cam，其特征在于包括如下步骤：

1)所述屏幕显示有多个圆形或环形的标定图案，确定所述标定图案的圆心在屏幕坐标系Oxyz LCD下的三维坐标；

2)在双目相机有效视场内布置至少3个圆形或环形反光标志点，所述双目相机拍摄该反光标志点，获得其在相机坐标系下的三维坐标；

3)将摄影测量系统的基准尺、编码点分别放置在屏幕、上述反光标志点周围，利用摄影测量系统获取屏幕显示图案的圆心及上述反光标志点圆心在摄影测量系统坐标系Oxyz phg 下的三维坐标；

4)根据屏幕显示的标定图案的圆心在摄影测量系统下的三维坐标及其在屏幕坐标系

2