CN115014202A - 一种线结构光视觉传感器标定方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种线结构光视觉传感器标定方法、装置、电子设备以及存储介质。其中，该方法包括：基于靶标图像，提取角点坐标；根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，计算光条特征点图像坐标；根据所述光条特征点图像坐标，计算光条特征点相机坐标系坐标；根据多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。本公开基于预设的标定板样式单独设立结构光光条投射区，实现了视觉传感器标相机标定和结构光光平面标定的同步标定。

Description

一种线结构光视觉传感器标定方法以及装置

技术领域

本公开涉及结构光视觉测量领域，具体而言，涉及一种线结构光视觉传感器标定方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

结构光视觉测量技术作为视觉测量领域的一个分支，因其具有非接触、高精度和自动化水平高等特点，在工业产品的尺寸测量和质量检测中具有广阔的应用前景。根据激光器投射光束的不同将结构光视觉测量方式区分为单点式、单线式、多线式和网格式等模式，其中线结构光模式测量得到的三维信息量更为丰富、测量效率更高，系统的精度和稳定性得到保证的同时系统的复杂性并没有增加，因而在实际三维测量中得到了广泛应用。线结构光光平面的标定作为线结构光视觉传感器标定中的关键技术，国内外学者对其进行了广泛的研究，取得了很多成果。目前可以根据标定靶标的样式大致分为三类方法：基于三维靶标的方法、基于二维靶标的方法和基于一维靶标的方法。

经典的三维靶标标定方法包括1988年Dewar提出的拉丝法，段发阶等于2000年提出了锯齿靶法，Wei等提出的基于移动球体的标定方法，该方法利用一个球体和一个参考平面，如图所示。多次移动参考平面上的球体位置(3次以上)，根据不同位置处的球体投影和已知球体半径可推算出球心所在平面在相机坐标系下的参数，随后利用两个平面的位置关系进而确定参考平面在相机坐标系下的方程，结构光光平面与参考平面的交点即为所求特征点，多次移动参考平面便可拟合出光平面方程。基于三维靶标的标定方法有其固有劣势，立体靶标制作难度大，难以精确生产且标定过程中对靶标的摆放要求严格不适合现场标定，得到的特征点较少从而导致精度不够。

二维靶标也就是平面靶标，其中比较经典的方法是Zhou等提出的基于交比不变的平面靶标标定法，靶标样式如图所示，该方法的具体操作是将光条投射在二维平面靶标上，运用交比不变原理计算靶标上光条特征点的局部世界坐标，最后将光条特征点转换到相机坐标系拟合出光平面参数。Zhou等提出的基于交比不变的平面靶标标定法，将结构光光条打在了棋盘格样式平面靶标上，由于黑白棋盘格背景复杂，算法上不利于结构光光条中心线的提取，极大影响特征点提取精度。

周富强等提出一种基于自由移动的一维靶标标定法，靶标样式如图所示。该方法首先依据射影变换理论，获取靶标上特征直线的消隐点，并求得相机坐标系下消隐点与坐标系原点所确定直线的方向矢量；随后根据消隐点性质，求得靶标上特征直线在相机坐标系下的方程；最后利用射影变换得到光条特征点在靶标上的齐次坐标，将其代入特征直线方程便可求得光条特征点在相机坐标系下的坐标；自由移动一维靶标，计算多个光条特征点并最终拟合成光平面。基于自由移动的一维靶标标定方法算法复杂，计算量大，不利于现场标定。

同时，现有技术方案仅对结构光光平面进行了标定，无法同步对相机进行标定，影响视觉传感器的标定效率；现有二维靶标技术方案将光条投射到棋盘格上，因黑白棋盘格背景复杂不利于结构光光条特征点的提取，增加了算法复杂度，影响标定精度。

因此，需要一种或多种方法解决上述问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种线结构光视觉传感器标定方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种线结构光视觉传感器标定方法，包括：

角点坐标提取步骤，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成靶标图像，并在所述靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标；

光条特征点图像坐标计算步骤，根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，根据所述第一拟合直线与第二拟合直线的交点计算光条特征点图像坐标；

光条特征点相机坐标系坐标计算步骤，根据所述光条特征点图像坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标；

结构光光平面方程拟合步骤，基于不同相机视野内不同靶标位姿的靶标图像对应的多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法的角点坐标提取步骤还包括：

基于张正有相机标定算法对靶标图像棋盘格区域进行相机标定，得到所述相机的相机内部参数，及靶标图像对应的所述相机的相机外部参数。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法的角点坐标提取步骤还包括：

基于所述相机的相机内部参数对靶标图像进行畸变校正，生成校正后的靶标图像，并在所述校正后的靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法的光条特征点图像坐标计算步骤还包括：

基于灰度重心法提取所述光条投射区域的结构光光条中心，并根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法的光条特征点相机坐标系坐标计算步骤还包括：

根据所述光条特征点图像坐标，根据交比不变原理生成所述光条特征点的局部世界坐标；

根据所述光条特征点的局部世界坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法的结构光光平面方程拟合步骤还包括：

将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第一靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第一光条特征点相机坐标系坐标；

在相机视野内转换靶标位姿，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第二靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第二光条特征点相机坐标系坐标；

在相机视野内转换靶标位姿，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第三靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第三光条特征点相机坐标系坐标；

根据所述第一光条特征点相机坐标系坐标、第二光条特征点相机坐标系坐标、第三光条特征点相机坐标系坐标拟合生成结构光光平面方程。

在本公开的一个方面，提供一种线结构光视觉传感器标定装置，包括：

角点坐标提取模块，用于将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成靶标图像，并在所述靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标；

光条特征点图像坐标计算模块，用于根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，根据所述第一拟合直线与第二拟合直线的交点计算光条特征点图像坐标；

光条特征点相机坐标系坐标计算模块，用于根据所述光条特征点图像坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标；

结构光光平面方程拟合模块，用于基于不同相机视野内不同靶标位姿的靶标图像对应的多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。

在本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。

在本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。

本公开的示例性实施例中的一种线结构光视觉传感器标定方法，其中，该方法包括：基于靶标图像，提取角点坐标；根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，计算光条特征点图像坐标；根据所述光条特征点图像坐标，计算光条特征点相机坐标系坐标；根据多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。本公开基于预设的标定板样式单独设立结构光光条投射区，实现了视觉传感器标相机标定和结构光光平面标定的同步标定。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图来详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出了根据本公开一示例性实施例的一种线结构光视觉传感器标定方法的流程图；

图2示出了根据本公开一示例性实施例的一种线结构光视觉传感器标定方法的改进的棋盘格标定靶标示意图；

图3示出了根据本公开一示例性实施例的一种线结构光视觉传感器标定方法的视觉传感器标定流程图；

图4示出了根据本公开一示例性实施例的一种线结构光视觉传感器标定装置的示意框图；

图5示意性示出了根据本公开一示例性实施例的电子设备的框图；以及

图6示意性示出了根据本公开一示例性实施例的计算机可读存储介质的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在本示例实施例中，首先提供了一种线结构光视觉传感器标定方法；参考图1中所示，该一种线结构光视觉传感器标定方法可以包括以下步骤：

角点坐标提取步骤S110，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成靶标图像，并在所述靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标；

光条特征点图像坐标计算步骤S120，根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，根据所述第一拟合直线与第二拟合直线的交点计算光条特征点图像坐标；

光条特征点相机坐标系坐标计算步骤S130，根据所述光条特征点图像坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标；

结构光光平面方程拟合步骤S140，基于不同相机视野内不同靶标位姿的靶标图像对应的多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。

本公开的示例性实施例中的一种线结构光视觉传感器标定方法，其中，该方法包括：基于靶标图像，提取角点坐标；根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，计算光条特征点图像坐标；根据所述光条特征点图像坐标，计算光条特征点相机坐标系坐标；根据多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。本公开基于预设的标定板样式单独设立结构光光条投射区，实现了视觉传感器标相机标定和结构光光平面标定的同步标定。

下面，将对本示例实施例中的一种线结构光视觉传感器标定方法进行进一步的说明。

实施例一：

在本示例的实施例中，本发明改进了棋盘格样式，将15mm×15mm棋盘格一侧增设了黑色结构光投射区辅助视觉传感器结构光光平面的标定，如图2所示为改进的棋盘格标定靶标示意图。在进行视觉传感器标定时，将线结构光投射在固定黑色区域一侧，棋盘格区域根据张正友原理进行相机标定，求得相机内部参数，同步求得靶标每个位姿对应的相机外部参数，光条投射区运用灰度重心法对结构光光条进行中心提取与直线拟合，根据交比不变原理求得特征点的局部世界坐标，并根据求得的相机外部参数求得特征点在相机坐标系下的三维坐标，进而拟合出相机坐标系下的结构光光平面方程。

在角点坐标提取步骤S110中，可以将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成靶标图像，并在所述靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标。

在本示例的实施例中，所述方法的角点坐标提取步骤还包括：

基于张正有相机标定算法对靶标图像棋盘格区域进行相机标定，得到所述相机的相机内部参数，及靶标图像对应的所述相机的相机外部参数。

在本示例的实施例中，所述方法的角点坐标提取步骤还包括：

基于所述相机的相机内部参数对靶标图像进行畸变校正，生成校正后的靶标图像，并在所述校正后的靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标。

在光条特征点图像坐标计算步骤S120中，可以根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，根据所述第一拟合直线与第二拟合直线的交点计算光条特征点图像坐标。

在本示例的实施例中，所述方法的光条特征点图像坐标计算步骤还包括：

基于灰度重心法提取所述光条投射区域的结构光光条中心，并根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线。

在光条特征点相机坐标系坐标计算步骤S130中，可以根据所述光条特征点图像坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标。

在本示例的实施例中，所述方法的光条特征点相机坐标系坐标计算步骤还包括：

根据所述光条特征点图像坐标，根据交比不变原理生成所述光条特征点的局部世界坐标；

根据所述光条特征点的局部世界坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标。

在结构光光平面方程拟合步骤S140中，可以基于不同相机视野内不同靶标位姿的靶标图像对应的多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。

在本示例的实施例中，所述方法的结构光光平面方程拟合步骤还包括：

将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第一靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第一光条特征点相机坐标系坐标；

在相机视野内转换靶标位姿，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第二靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第二光条特征点相机坐标系坐标；

在相机视野内转换靶标位姿，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第三靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第三光条特征点相机坐标系坐标；

根据所述第一光条特征点相机坐标系坐标、第二光条特征点相机坐标系坐标、第三光条特征点相机坐标系坐标拟合生成结构光光平面方程。

实施例二：

在本示例的实施例中，利用该靶标对线结构光视觉传感器标定的具体方法是：

(1)将线结构光投射到光条投射区域，在相机视野内转换靶标位姿，拍摄得到不同位姿的靶标图像；

(2)利用靶标图像棋盘格区域根据张正有相机标定算法进行相机标定，得到相机内部参数，同时求得每张靶标图像对应的相机外部参数；

(3)根据相机标定结果对拍摄得到的靶标图像进行畸变校正；

(4)在靶标上建立局部世界坐标系，点A_i、B_i、C_i的局部世界坐标已知，利用角点检测算法提取棋盘格角点坐标，求得A_i、B_i、C_i对应的图像坐标a_i、b_i、c_i；

(5)将提取的角点坐标进行直线拟合得到拟合直线l₁；

(6)定位光条投射区域利用灰度重心法提取结构光光条中心，并将中心点坐标进行直线拟合得到拟合直线l₂；

(7)拟合直线l₁与l₂的交点坐标即为特征点图像坐标q_i；

(8)根据交比不变原理求出光条特征点Q_i的局部世界坐标；

(9)最后根据靶标图像对应的外部参数R、T，将局部世界坐标下的光条特征点Q_i转换到相机坐标系下，求得相机坐标系下的光条特征点坐标。

每拍摄一张靶标图像可以拟合7条直线与l₂相交，得到7个光条特征点，拍摄多幅不同位姿的靶标图像，最后将光条特征点拟合求得光平面方程。

基于改进的棋盘格样式靶标结构光光平面标定流程如图3所示。

根据张正友相机标定原理，得到的标定结果如下表。

表1相机内参标定结果

如表2所示，为两幅靶标图像对应的外部参数。

表2相机标定外部参数

两幅靶标图像的光条特征点坐标如表3所示。

表3光条特征点坐标值

基于光条上特征点最终求得摄像机坐标系下光平面的方程表示为：

5.722x+0.2328y-z+1054＝0

在本示例的实施例中，本视觉传感器标定方法可以同步进行相机标定和结构光光平面的标定，视觉传感器标定时，相机标定的内外参数可以用于结构光光平面的标定，提高视觉传感器的标定效率；设计的标定板样式单独设立结构光光条投射区，投射区采用黑色背景减少光条反射，光条在图像中规则细小，和背景对比明显，有利于光条中心提取算法的运行，提高标定精度。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

此外，在本示例实施例中，还提供了一种线结构光视觉传感器标定装置。参照图4所示，该一种线结构光视觉传感器标定装置400可以包括：角点坐标提取模块410、光条特征点图像坐标计算模块420、光条特征点相机坐标系坐标计算模块430以及结构光光平面方程拟合模块440。其中：

角点坐标提取模块410，用于将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成靶标图像，并在所述靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标；

光条特征点图像坐标计算模块420，用于根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，根据所述第一拟合直线与第二拟合直线的交点计算光条特征点图像坐标；

光条特征点相机坐标系坐标计算模块430，用于根据所述光条特征点图像坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标；

结构光光平面方程拟合模块440，用于基于不同相机视野内不同靶标位姿的靶标图像对应的多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。

上述中各一种线结构光视觉传感器标定装置模块的具体细节已经在对应的一种线结构光视觉传感器标定方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了一种线结构光视觉传感器标定装置400的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图5来描述根据本发明的这种实施例的电子设备500。图5显示的电子设备500仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元510、上述至少一个存储单元520、连接不同系统组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530、显示单元540。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元510执行，使得所述处理单元510执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。例如，所述处理单元510可以执行如图1中所示的步骤S110至步骤S140。

存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)5201和/或高速缓存存储单元5202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)5203。

存储单元520还可以包括具有一组(至少一个)程序模块5203的程序/实用工具5204，这样的程序模块5205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线550可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备500也可以与一个或多个外部设备570(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信，和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口550进行。并且，电子设备500还可以通过网络适配器560与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器560通过总线550与电子设备500的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。

参考图6所示，描述了根据本发明的实施例的用于实现上述方法的程序产品600，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (9)

1.一种线结构光视觉传感器标定方法，其特征在于，所述方法包括：

角点坐标提取步骤，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成靶标图像，并在所述靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标；

光条特征点图像坐标计算步骤，根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，根据所述第一拟合直线与第二拟合直线的交点计算光条特征点图像坐标；

光条特征点相机坐标系坐标计算步骤，根据所述光条特征点图像坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标；

结构光光平面方程拟合步骤，基于不同相机视野内不同靶标位姿的靶标图像对应的多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的角点坐标提取步骤还包括：

基于张正有相机标定算法对靶标图像棋盘格区域进行相机标定，得到所述相机的相机内部参数，及靶标图像对应的所述相机的相机外部参数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法的角点坐标提取步骤还包括：

基于所述相机的相机内部参数对靶标图像进行畸变校正，生成校正后的靶标图像，并在所述校正后的靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的光条特征点图像坐标计算步骤还包括：

基于灰度重心法提取所述光条投射区域的结构光光条中心，并根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的光条特征点相机坐标系坐标计算步骤还包括：

根据所述光条特征点图像坐标，根据交比不变原理生成所述光条特征点的局部世界坐标；

根据所述光条特征点的局部世界坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的结构光光平面方程拟合步骤还包括：

将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第一靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第一光条特征点相机坐标系坐标；

在相机视野内转换靶标位姿，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第二靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第二光条特征点相机坐标系坐标；

在相机视野内转换靶标位姿，将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成第三靶标图像，根据所述靶标图像及所述靶标图像对应的所述相机的相机外部参数，生成第三光条特征点相机坐标系坐标；

根据所述第一光条特征点相机坐标系坐标、第二光条特征点相机坐标系坐标、第三光条特征点相机坐标系坐标拟合生成结构光光平面方程。

7.一种线结构光视觉传感器标定装置，其特征在于，所述装置包括：

角点坐标提取模块，用于将线结构光投射到棋盘格标定靶标的光条投射区域，生成靶标图像，并在所述靶标图像上建立局部世界坐标系，基于局部世界坐标，根据角点检测算法提取角点坐标；

光条特征点图像坐标计算模块，用于根据所述角点坐标拟合生成第一拟合直线，根据所述结构光光条中心拟合生成第二拟合直线，根据所述第一拟合直线与第二拟合直线的交点计算光条特征点图像坐标；

光条特征点相机坐标系坐标计算模块，用于根据所述光条特征点图像坐标，基于相机的外部参数，计算光条特征点相机坐标系坐标；

结构光光平面方程拟合模块，用于基于不同相机视野内不同靶标位姿的靶标图像对应的多个光条特征点相机坐标系坐标，拟合生成结构光光平面方程。

8.一种电子设备，其特征在于，包括

处理器；以及

存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1至6中任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1至6中任一项所述方法。

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