基于旋转平台的全空间单目光笔测量方法

• 作者: 于之靖 李泽川 李鑫 徐鋆 李雁玲 吴军
• 来源期刊: 光学学报
• 关键词: 测量 旋转平台 单目视觉 光笔 相机标定
• 年，卷（期）: 2020,（23）
• 所属期刊栏目: 仪器,测量与计量|Instrumentation,Measurement and Metrology
• 页码范围: 83-91
• 页数: 9页
• 分类号: TP391.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202040.2312001

摘要

针对单目光笔式三维测量系统测量范围小、无法实现全空间测量的问题,提出了一种基于精密旋转台的全空间光笔式单目视觉测量方法.将相机固定在精密旋转台上,在不同的角度对标定板进行拍摄,获取不同角度下相机光心在标定板坐标系下的位置.通过主成分分析(PCA)平面拟合获得相机光心所在平面和相机旋转运动的转轴方向矢量,使用空间最小二乘圆拟合获得相机旋转轴的位置.借助精密转台读数和罗德里格斯公式将转台的旋转角度变换为相机的旋转矩阵和平移向量.利用计算出来的变换矩阵将旋转一定角度后不同位置相机的测量数据转换到同一转台坐标系中,实现全空间测量.实验结果表明,在使用相同光笔的测量系统中,本文方法在基本达到传统单目光笔测量系统测量精度的前提下,可实现360°全空间测量,极大地拓展了单目光笔的应用范围.