基于液晶靶标的多CCD线结构光测量系统全局标定

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1、第l7卷第12期光学精密工程Vo1．17No．12OpticsandPrecisionEngineeringDec．20092009年l2月文章编号1004—92dX(2009)12-2990—07基于液晶靶标的多CCD线结构光测量系统全局标定贾倩倩，王伯雄，赵博华，罗秀芝(清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室，北京100084)摘要：为了对多CCI)线结构光测量系统进行精确快速的拿局标定，研究r一种基于液品平面靶标的多CCD全局标定方法。首先，将液晶靶标放入光平面，在靶标上显示一系列

2、特征点，然后进行各个CCD步采集。通过时间序列对应特征点的图像坐标与靶杯坐标，建立起像平面与靶标平面问的非线性模型，对形位关系已知的标准块进行测最，利用标准块的形位关系对像平面与靶标平面问的非线性模型进行优化，得到像平面与光平面问的映射关系，从而完成多CCD的全局标定。利用优化后的标定结果进行测量，结果表明，在自由曲面类物体的测量中，3个摄像机的数据拼接精度高，对标准块上特1．IF点距离测节的RMS误差为0．217i1Am，角度测量的绝对误差为±0．2。。该方法快速简便适合现场操作，已存多CCD线结构光测量

3、系统巾得到r实际应用。关键词：多摄像机；线结构光；液晶靶标；全局标定；优化中图分类号：FP391；FP212．14文献标识码：AGlobalcalibrationofmulti--CCDline--structured_·lightmeasurementsystembasedonLCDtargetJIAQianqian，WANGBoxiong，ZHAOBo—hua，IU()Xiuzhi(SlateKeyLaboratoryo／PrecisionMeasurementTechnologyandJnstru2n

4、ent8，Departmento／、Precision，7IstKHD2eHtSandMechanology，TsinghuaUni‘uersity，Beijinn‘100084，China)Abstract：InordertorealizetheglobalcalibrationofamultipleCCDsline—structured—lightmeasure—mentsystem，anapproachtocalibratemultipleCCDsbasedonaLCDtargetisinvestig

5、ated．Firstly，theICDtargetisarrangedatthepositionoflightsection，andthecharacteristicpointsareshownonthetargetonebyone，thentheyarecapturedbycamerasatthesametime．Therelationshipbetweenthetargetcoordinateandtheimagecoordinateisestablishedinanonlinearmodelthrou

6、ghsynchronizingpulses，andthemodelisoptimizedbytheshaperestraintsofacalibratingparttogetthemappingbetweenthelightsectioningplaneandtheimageplane．Sofar。theglobalcalibrationisachievedsue—cessfully．MeasurementsoffreesurfaceshowthatthedatafromdifferentCCDsarewe

7、llsplicedinthelightsectioningplane，andmeasurementsofthecalibratingpartshowthattheRMSerrorinadistanceis0．2Filmandtheabsoluteerrorinaangleis±0．2。．Thismethodiseasytouse，andhasbeenappliedtoamultiCCD3Dmeasurementsystem．Keywords：muhiCCDcamera；line—structured—lig

8、ht；ICDtarget；globalcalibration；optimization收稿日期：2009—01-06：修订日期：200903—24．基金项目：科技部中德科技合作重点项目(No．2003DFB00028)第12期贾倩倩，等：基于液品靶标的多CCD线结构光测量系统全局标定测量，对靶标平面与像平面之间映射关系进行数1引言值修正，优化求解出光平面与像平面问的映射关系，方法操作简便，适合现场应用。线结构光测