双目三维光学测量硬件系统结构设计

双目三维光学测量硬件系统结构设计

双目三维光学测量硬件系统结构设计

关键词 三维测量；光栅投影；格雷码；结构光；标定

测量系统原理

本系统由一个相机和一个DLP投影仪组成采用投影光栅法进行三维测量。DLP投影仪向被测物体投射一组光栅光，光栅图像强呈正旋分布,用相机拍摄被测物体上形成的变形光栅图像，然后利用拍摄得到的光栅图像,根据相位计算方法利用拍摄到的光栅图像处理得到光栅图像的绝对相位值，然后进行标定，最后根据标定好的系统参数根据绝对相位值分析计算出被测物体表面三维点云数据。相位移基本算法:通过采集10张光栅条纹图像相位初值[6]，来获取被测物体的表面三维数据。这种方法算法比较复杂，操作也复杂，精度比激光扫描稍微低些。如果光栅条纹图像光强是标准正线分布,那么分布函数为：

DLP投影仪的核心是DMD，即数以万计的数字微镜器件，高亮光源通过投射光栅到微镜器件，然后反射通过投影镜头投射到被测物体。在光学三维测量时，通常使用二进制编码和格雷码（循环码编码），而格雷码编码多被用在投影光栅来测量空间物体，光栅编码的方式还有许多，DLP采用格雷码编码。

系统连接示例

相对应以上原理图，德州仪器提供了数字光处理3D扫描仪和映美精公司生产的工业相机，相机上安装了镜头，本课题硬件连接参照该方式进一步优化调整。

相机标定程序

进入菜单选项“4”启动相机标定。按照提示和在整个过程中屏幕上的警告。注:相机标定数据已经存在。如果怀疑校准数据,或使用不同的相机,输入“1”重新标定相机。输入“0”保存相机标定数据。

相机视图窗口将会出现在电脑主屏幕。保证相机标定板完全在拍照框架内，缩小光圈到尽可能低,同时仍然能够辨别校准板上灰色和白色的方块并最小化所有可见光源，确保焦点的投影面积,锁定光圈和焦距。注意:如果这一步之后相机的光圈大小或焦距是改变了,摄像机标定程序必须再次执行。

单击住相机视图窗口在主机PC和验证标定板在获取焦点。从现场相机机视图窗口,放置标定板在不同的角度,不同的相机的视图和按下空格键来捕获图像。总共需要十个校正图像。试一试许多地区的相机,和标定板的角度,找到最好的校准结果。在标定中移动相机在某一点是可以的。

校准过程估计镜头焦距,焦点,透镜畸变,翻转和旋转的摄像机相对于校准。校准过程将生成一个二次投影错误。二次投影错误是理想的,但是一个错误低于2应该是足够的典型应用。如果二次投影错误不是满意的,相机校准程序必须重新执行。

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。