线结构光三维测量系统中的旋转轴的标定方法，使用基于平面靶标的方法进行标定。1226中激光35卷求出这些特征点的平面归一化图像坐标[x,y];4)根据摄像机图像中和标定靶平面上对应的40网格点对的坐标求出摄像机坐标系与各个平面靶标0坐标系之间的旋转矩阵R和平移向量T;5)根据旋转矩阵R和平移向量T,指定靶标平400面上的一系列特征点[Xb,Y],求出这些特征点在30080-60-40-200204060摄像机坐标系下的三维坐标[X,Y,Z;6)按照特征点的排列序号,对每组36个空间图4特征点拟合得到的圆及轴心线点进行空间圆拟合,求得对应的旋转中心OFig. 4 Axis and the circle fitting by characte r po ints7)将求得的旋转中心作空间直线拟合,求取旋x+6.3579转轴线的直线方程0.02620.58720.80903.2直线的拟合误差为平均误差0.0386mm,均方釆用JAI的CⅤA50型摄像机、线形激光器和根(RMS)误差0.0220mm卓立汉光RsA200电控旋转台搭建了线结构光的三由于光盘在制作过程中具有统一的标准和严格维测量系统,如图2所示.图3为实验中4个位置的的尺寸要求,为了验证实验结果,使用图2的三维测靶标照片.标定得到的传感器参数为汭内部参数:焦量系统和美能达的VⅣID910线结构光扫描仪的高距f=12.7mm,f=12.6mm,主点位置t0精度测量模式(使用25mm镜头, TELE FINE模372.06,ν0=254.87;畸变系数k1=—0.27,k2式)对同一个光盘进行了测量,如图5所小,并对测0.06,p=-0.001,2=0.001,重投影的像素误差量结果作了比较.其中使用美能达测量其平面拟合为0.310.341.图4为每个特征角点旋转一周拟合误差为0.037mm,而使月本系统得到的拟合误差为得到的圆及旋转轴.拟合得到的直线方程为0.041mm;并对光盘的中心圆孔和外径进行拟合,使用美能达得到的光盘中心圆孔半径为7.45mm外径为59.97mm,而使用本系统得到的光盘中心圆孔半径为7.48mm和外径为60.02mm;者测量结果的精度基本一致.可见本测量系统已经达到了实图2旋转标定实验图Fig 2 Experime nt al picture of rotating calibration图5光盘的点云图Fig5 Cloudy point of disk图3四个不同位置处的靶标图像图6牙颌模型的测量结果Fig6 Meeasurement resuult of too th21594320argehiimagesatfourditferentoesitionicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net8期吴庆阳等:线结构光三维测量系统中旋转轴的标定方法1227用的水平.另外,采用此系统对牙颌模型进行了测张启灿,苏显渝,邹小平.多个线结构光传感器三维测量系统的量,实验结果如图6所示校准J.激光技术,2005,29(3):25-2286 K. W. James. Nonecont act machine vision m ethology within aCAD coordinate system [C]. Procee dings of Au tofact s 88Conference, Chicago Illin ois 1988, (12): 9-174结论7 Liu Fengmei, Duan Fajie Ye Shenghua. New accurate提出了一种利用共面标定参照物对旋转式线结calib rating tech ni que for the lights trip sens ors[ J]. Journal ofTianjin University, 1999, 32(5): 547-550构光传感器的旋转轴进行现场标定的方法.将平面刘凤梅,段发阶,叶声华.一种新的高精度的线结构光传感器标标定参照物倾斜放置在旋转平台上,控制旋转平台定方法J.天津大学学报,1999,32(5):547~5508 Xie Zexiao. Zhang Guoxiong. Xu Y uchu n. a st udy on the任意旋转几个角度,并记录下在不同位置处的图像,rotating measu ring sys tem based on stni ct ured light vision通过直线拟合计算出旋转轴的直线方程,完成旋转sensor[ J. Journal of Tianjin University, 2001, 34(6):833836轴的标定.实验结果表明,该方法测量的精度达到了谢则晓,张国雄,徐玉春.回转式激光线扫描测量傚[J.天津大0.04mm,完全能够满足口腔医学研究领域和塑料学学报,2001,34(6):833-836模型加工领域的精度要求.该方法无需辅助的调整Xu Yong an, Yang Qin, Huai Jinpeng. Calibration of the axisof the tu rnable in 4-axis laser m easuring sys tem and re gistration设备,标定速度快、效率高,既降低了标定设备的成of mu lti-view[ J. Chinese. Lasers, 2005, 32(5): 659-662徐永安,杨钦,怀进鹏.激光旋转扫摧测量系统中旋转轴标定本,又简化了标定的过程,有利于线结构光传感器的及多视拼合J.中国激光,20,32(5):659-662工业化应用10 Wu QingyaSu xLiqun et al.. Acalib ration m et hod for twosensor m easurement system based online-structure light[ J. Chine se. La sers, 2007. 34(2): 2591 F. Chen. G.M. Brow n. M. Song. Overview of three吴庆阳,苏显渝,向立群等.线结构光双传感器测量系统的标定方法,中国激光2007,34(2):259-264dim ensional shape me asure men t using opt ical me th ods JIOt.Eng.,200039(1):10~22Li Yong, Su Xiany u. New met hod for system calib rat ion inhase measurem en t profil om etry w ith large view field[ J. ActaXianyu Su, Wenjing Chen. Fourier transform profilom etry: ap tica sinice,2006,26(8):l162-1166review J. Opt. Lasers in Eng, 2001, 35(5): 263-284李勇,苏显渝.一种大视场相位测量轮廓术系统标定方法3 Su Xiany us Chen Xiaoxue Guo Lii ong. An automated m et hodfor 360 su rface measurem ent of 3D objects J. Acta Opt ica「』.光学学报,200626(8):1162-1166sinica,1989,9(7):670~67212 Li Yong, Su Xianyu, Wu Qing ang. Calibration and dat a苏显渝,程晓雪,郭履容.三维物体360面形自动测量方法Jmerging of tw o cam era phase measuring profilometry system[ J. Acta Optica Sinica, 2006, 26(4):551-556光学学报,1989,9(7):670-67李勇,苏显渝,吴庆阳.双摄像机相位测量轮廓术系统标定与4 Jia Bo, Su Xi any u, Guo Lirong. 3D m easurement of turbin e数据融合[J.光学学报,2006,26(4):551b lade profile by light knife[ J]. Chinese Lasers, 1992, A19(4):271-27513 Zhengyou Zh ang. A flexible new tech nique for camera贾波,苏显渝,郭履蓉.采用激光光刀的叶片三维测量方法calib ration[ J. IEEE Transact ions on Pattern Analysis andMac hine Intelligence, 2000, 22(11): 1330-1334「J.中国激光,1992,A19(4):271~275 Zhang Q n. Su Xian Il, Zou Xiaoping Calibration of 3l14 Janne Heikkila Olli Silv h. A fou rs tep cam era calibrationm easure nt sys tem using mu Iti -sensor with line stnicture-procedure with implicit image co rrection C]. IEEE Confillumin at ed laser[ J. La ser Tech no logy, 2005, 29(3): 225Compu ter Vision and Pattem Recon gnition, 1997. 1106-1112228?1994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net