一种基于线结构光的水下目标3维信息测量方法

• 作者: 徐鹏飞 孟昊 李同飞 郑金海 李智刚
• 来源期刊: 机器人
• 学科: 工学
• 关键词: 激光扫描仪 水下探测 成像系统 标定 线结构光
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 所属期刊栏目: 论文与报告
• 页码范围: 564-573
• 页数: 9页
• 分类号: TN247
• 语种: 中文
• DOI: 10.13973/j.cnki.robot.210442

摘要

针对现有水下探测方式精度不佳、标定误差较大、效率较低等不足，设计了一种基于线结构光的水下目标3维信息测量方法。首先利用交比不变原理求解特征点在世界坐标系下的相对位置，随后基于像面特征点的方向向量及特征点的位置信息求解其在相机坐标下的真实坐标值，利用多个特征点完成结构光平面的标定。通过目标物扫描实验验证了该方法的可行性及有效性。线结构光平面的标定仅需要对特制的简单结构立体靶标进行一次扫描即可完成，无需多次移动靶标，避免了人为误差的影响。在标定线结构光平面的同时可以同步完成位移平台各自由度的位移速度标定，有效降低了实验平台系统误差，在提升系统精度的同时也极大地提升了整个系统标定过程的效率，非常适用于大尺度线结构光系统在水下现场标定。经验证，扫描水下目标物所得3维点云坐标沿X、Y轴方向的误差均小于2%，沿Z轴方向的误差略大，平均误差2.77%。