多攝像機(jī)光柵投影三維測量系統(tǒng)的標(biāo)定方法研究.pdf

1、光柵投影測量技術(shù)以其精度高、非接觸等優(yōu)點(diǎn)一直是三維測量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，而應(yīng)用多攝像機(jī)獲取更多的信息則是各類視覺應(yīng)用的發(fā)展方向。將光柵投影測量技術(shù)和多攝像機(jī)結(jié)合起來，將會(huì)誕生出測量范圍更廣、實(shí)用價(jià)值更高的測量手段。本文對(duì)多攝像機(jī)光柵投影系統(tǒng)的標(biāo)定、測量等關(guān)鍵技術(shù)展開了研究，針對(duì)一些問題提出了新方法，并在研究成果基礎(chǔ)上搭建了實(shí)物系統(tǒng)，主要工作如下:
　　1.針對(duì)非會(huì)聚配置下的多攝像機(jī)系統(tǒng)，提出了一種基于光柵條紋投影的標(biāo)定方法。在此類多

2、攝像機(jī)應(yīng)用場景中，因?yàn)閿z像機(jī)視場不重疊，使得獲取關(guān)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的約束信息困難。本文使用投影儀作為多攝像機(jī)標(biāo)定的輔助設(shè)備，為標(biāo)定提供額外的信息。投影儀向標(biāo)定平面投影編碼條紋圖案，并由攝像機(jī)拍攝，再對(duì)圖像解碼可恢復(fù)投影平面和標(biāo)定平面的映射關(guān)系，進(jìn)而可將投影儀看成攝像機(jī)的逆系統(tǒng);標(biāo)定投影儀和攝像機(jī)，根據(jù)外參標(biāo)定結(jié)果解算出投影儀和攝像機(jī)間的位置參數(shù);利用重建偏差法對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。方法借助投影儀將普通的標(biāo)定平面聯(lián)系了起來，構(gòu)建了一張大尺寸的虛擬靶標(biāo)

3、，為系統(tǒng)的外參標(biāo)定提供了約束，既減去了制作大靶標(biāo)的成本，又具有較高的靈活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，方法標(biāo)定精度較高。
　　2.針對(duì)傳統(tǒng)光柵投影測量系統(tǒng)存在的不足，提出了改進(jìn)方法。首先，圓形圖案在透視投影下存在圓心偏差現(xiàn)象，圓心定位精度不高，而棋盤格上黑色紋理區(qū)域易造成相位求解誤差較大，導(dǎo)致投影平面的匹配精度不高;其次，實(shí)際投影儀畸變嚴(yán)重且標(biāo)定過程受攝像機(jī)誤差影響，偽相機(jī)法存在局限;傳統(tǒng)單攝像機(jī)光柵投影測量系統(tǒng)測量范圍小，且無法解決自遮擋等