2晶靶标的多CCD线结构光测量系统全局标定

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1、万方数据第17卷第12期2009年12月光学精密工程V01．17No．12OpticsandPrecisionEngineeringDec．2009文章编号1004-924X(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CCD线结构光测量系统进行精确快速的全局标定，研究了一种基于液晶平面靶标的多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特征点，然后进行各个CCD同步采集。通

2、过时间序列对应特征点的图像坐标与靶标坐标。建立起像平面与靶标平面间的非线性模型，对形位关系已知的标准块进行测量，利用标准块的形位关系对像平面与靶标平面间的非线性模型进行优化，得到像平面与光平面间的映射关系。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，对标准块上特征点距离测量的RMS误差为0．217mm，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，已在多CCD线结构光测量系统中得到了实际应用。’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：

3、TP391：TP212．14文献标识码：AGlobalcalibrationofmulti__CCDline-structured_-lightmeasurementsystembasedonLCDtargetJIAQian—qian，WANGBo—xiong，ZHAOBo-hua，LUOXiu—zhi(StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasurementTechnologyandInstruments，DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology，TsinghuaUnive

4、rsity，Beijing100084，China)Abstract：InordertorealizetheglobalcalibrationofamultipleCCDsline-structured_‘lightmeasure‘-mentsystem，anapproachtocalibratemultipleCCDsbasedonaLCDtargetisinvestigated．Firstly，theLCDtargetisarrangedatthepositionoflightsection，andthecharacteristicpointsa

5、reshownonthetargetonebyone，thentheyarecapturedbycamerasatthesametime．Therelationshipbetweenthetargetcoordinateandtheimagecoordinateisestablishedinanonlinearmodelthroughsynchroni—zingpulses，andthemodelisoptimizedbytheshaperestraintsofacalibratingparttogetthemappingbetweentheligh

6、tsectioningplaneandtheimageplane．Sofar，theglobalcalibrationisachievedsue—cessfully．MeasurementsoffreesurfaceshowthatthedatafromdifferentCCDsarewellsplicedinthelightsectioningplane，andmeasurementsofthecalibratingpartshowthattheRMSerrorinadistanceis0．2mmandtheabsoluteerrorinaangl

7、eis士0．2。．Thismethodiseasytouse，andhasbeenap—pliedtoamulti—CCD3Dmeasurementsystem．Keywords：multi-。CCDcamera；line-structured—·light；LCDtarget；globalcalibration；optimization收稿日期：2009—01—06；修订日期：2009—03—24．基金项目：科技部中德科技合作重点项目(No．2003DFB00028)万方数据第12期贾倩倩，等：基于液晶靶标的多CCD线结构光测量系统全局标定引言线结

8、构光测量系统是一种非接触式的光学测量方法，其基本原理是u吨3是将线激光投射到物体表面，基于被测物体表面的深度