申请/专利权人：中国科学院自动化研究所苏州研究院

申请日：2021-05-19

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN113160339B

主分类号：G06T7/80

分类号：G06T7/80

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.08.10#实质审查的生效;2021.07.23#公开

摘要：本发明提供了一种基于沙姆定律的投影仪标定方法，属于3D结构光测量技术领域。本发明是针对沙姆投影仪，使用精度更高的双向多频多步相移法，提升相位的计算精度，构建沙姆投影仪成像模型结合现有的张氏解析算法进行内外参初值的计算，利用LM算法对投影仪内参、外参、畸变系数进行优化，并进一步继续利用LM算法对沙姆角进行优化，提高投影仪的标定精度。

主权项：1.一种基于沙姆定律的投影仪标定方法，其特征在于，包括如下步骤：投影仪标定图片的采集步骤：采用棋盘格标定板，在相机的景深范围内，以任一位姿将标定板摆放在投影区域内，由投影仪分别向标定板投射M种不同频率的横向和纵向的正弦条纹图，每种频率对应横向和竖向条纹各N张条纹图；不移动标定板，再投射一张没有条纹的光，获取一个位置的一组投影仪标定图片；每次投影的同时用相机采集投影图案的标定板图像；按照上述步骤，调整标定板位姿，使标定板尽量覆盖整个投影区域，得到多个不同位姿的标定板图像；投影仪像素坐标的获取步骤：对不包含条纹图像的标定板图像，采用Harris特征提取算法提取棋盘格角点的亚像素坐标，将所述棋盘格角点作为标定板图像的特征点；采用N步相移算法计算相位主值；采用M频外差法计算绝对相位值；采用双线性插值算法计算每个特征点图像的相机像素坐标的绝对相位值；根据每个特征点图像的相机像素坐标的绝对相位值，计算各特征点的相机像素坐标对应的投影仪像素坐标；投影仪的标定步骤：构建逆向沙姆投影仪的成像模型，利用张氏解析方法计算投影仪内参和外参初值；结合构建的逆向沙姆投影仪的成像模型，在虚拟成像面引入镜头畸变模型，以重投影误差最小为准则，建立目标方程，采用LM算法进行内参、畸变系数、外参的优化，畸变系数初值为0；将内参、畸变系数、外参的优化结果作为定值，以重投影误差最小为准则，建立目标方程，根据构建的逆向沙姆投影仪的成像模型，采用LM算法进行沙姆角的优化；其中，投影仪的标定步骤中构建逆向沙姆投影仪的成像模型，具体包括如下步骤：采用如下公式进行世界坐标到投影仪图像坐标之间的转换： 其中，us，vs为投影仪标定板图像像素坐标；ZC为投影仪坐标系的Z轴坐标；Xw，Yw，Zw为世界坐标； 为世界坐标系至实际像素坐标系的单应性矩阵； 为投影仪内参矩阵，由投影仪内部结构参数决定；其中，CSx，CSy为像主点坐标；fx，fy为投影仪x方向和y方向的有效焦距； 为虚拟成像面到实际成像面的转换矩阵；其中，αx，αy为x方向和y方向的沙姆角；M3＝[RT]，为投影仪坐标系到世界坐标系的外参矩阵；R为旋转矩阵；T为平移向量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院自动化研究所苏州研究院 一种基于沙姆定律的投影仪标定方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD