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电子信息技术,标定技术

关于目前常用的结构光传感器的标定方法主要有：一是自由移动靶标式，多采用一维靶标、二维平面靶标、三维立体靶标完成光平面参数标定，此方法靶标容易加工，标定精度高，效率高，此方法较为常用。二是机械运动调整法，多采用带编码器的机械运动平台或机械手臂等，此方法人为调节环节多，精度主要取决于机械运动平台的精度。现有的结构光参数标定方法都需要高精度的带有特征点的靶标或者高精度的几何约束靶标，由于目前材料加工工艺水平限制，在保证光条图像质量的情况下，很难使特征点位置精度或者几何约束精度达到微米级别，且计算转换矩阵采用图像单应的方法求取存在一定的误差；激光光条投射在金属或者陶瓷等靶标上由于强反射或者漫反射，均降低了光条中心的提取精度。 为克服现有技术的不足，本项目研发了一种基于前镀膜平面镜的结构光参数标定装置及技术，能够实现快速高精度的结构光传感器光平面参数标定，加工制造与靶标维护容易，现场操作简单。

该结构光参数标定装置包括：一台面阵摄像机、一个一字线激光器、一个前镀膜平面镜、一个平面玻璃靶标和一张白色打印纸。 标定技术方案为： （1）将前镀膜平面镜与平面玻璃靶标置于摄像机前位置，摄像机同时拍摄平面玻璃靶标图像与其镜像图像，建立虚拟双目测量模型，利用平面玻璃靶标相邻特征点空间距离作为约束，通过非线性优化方法求取前镀膜平面镜坐标系到摄像机坐标系旋转矩阵和平移矢量的优化解，采用最小二乘法对备选特征点进行图像消影点求取； （2）将白色打印纸置于前镀膜平面镜前，激光器投射光束到白色打印纸上，摄像机同时拍摄实际光条图像与镜像光条图像，提取光条图像中心点，利用图像消影点与线性插值方法进行亚像素匹配，计算匹配点的三维坐标采用最小二乘法拟合求解光平面方程。

来自北京航空航天大学，可为本项目的研究开展提供良好的研究工作条件。项目的研究团队由教授、青年教师、博士生和硕士生等人员组成，团队负责人多年从事相关方面的科研与教学工作，负责完成过科技重大专项课题等以及横向合作等多项课题的研究工作。团队人员构成合理，技术基础好，研发能力强，为本项目的研究开展提供了良好的人员保障。

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