结构光三维测量系统的建模与标定(8)

3D视觉建模,计算机视觉

哈尔滨理工大学ｔ学硕十学位论文

三维测量的实用系统包括亚洲殷发有限公司的３ＤＳＣＡＮ系统；日本柯尼卡美能

达公司开发的Ｖｉｖｉｄ系列三维激光扫描仪；美国ＣｙｂｅｒｗａｒｅａｎｄＬａｓｅｒＤｅｓｉｇｎｓ公司

开发的三维扫描系统。国内有武汉大学张祖勋院士利用数字摄影测量技术进行工

业钣金件的三维重建与视觉检测ｎ引。

１．２．１．１基于点线结构光的三角法数学模型其原理可用图ｌ—ｌ说明ｎ引，Ｍ为摄

像机镜头中心；激光器发出的光经光学系统成为与ＸＯＺ面相垂直的扇形平面狭

缝光，其顶点为０；ＯＭ＝Ｂ。平面狭缝光在被测物表面上形成一光条，对位于物

坐标系ＸＹＺＯ中的光条上任意一物点Ｖ（ｘ，Ｙ，力而言，其像点Ｐｏ位于像坐标系

％璐ＤＤｏ中的像平面蜀Ｄｏ％上，且ＸｏＯｏＺｏ与ＸＯＺ共面；光线ＯＰ与ＸＯＺ面的

夹角为矽；光线ＯＰ在ＸＯＺ面上投影与ＯＸ轴的夹角为口，本文中取９００；镜头

光轴ＯｏＺｏ与ＭＯ之间的夹角为肺；ｏｏｍ是摄像机镜头焦距．万光线ＭＰ与ＸＯＺ

面的夹角为乃ｙ在％ＤｏＺｏ面上的投影为岛ＭＰ在ＸＯＺ面上的投影与ＭＯ呈夹

角屈物点Ｐ在ＸＯＺ面、ＹｏＯｏＺｏ面和ＯｏＺｏ轴上的投影分别为尸，、岛和足。摄像

机水平方向视场角为２崩，垂直方向的视场角是２Ａ，摄像机像面水平方向％上

的像素序号记为刀、总像素数为（２Ⅳ＋１），摄像机像素在垂直方向％上的像素序号

记为ｍ、总像素数为（２脚１）。

Ｙ

Ｏ

图１－１单线结构光法原理

Ｆｉｇ．１—１Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｕｂｓｙｓｔｅｍ对光条纹上每一点按这两个公式进行计算，就得到景物该截面上所有点的三