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行业领域

物理

需求背景

目前，基于投影仪和相机架构的结构光三维扫描系统是最为广泛的非接触式三维 测量手段，该技术基于立体视觉中的三角测量原理，通过投影仪投射特定编码光学图案，由 相机获取投射图像，通过图像解码方法获取投射特征，进而建立起投影仪与相机的匹配关 系，实现三维重建过程。基于投影仪和相机架构的结构光三维扫描系统进行三维重建，涉及到的首个关键 问题就是立体视觉系统的标定问题，即如何获取投影仪、相机的内部参数及外部参数，进 而，由该参数建立三角测量函数，实现三维坐标的计算。目前常用的标定策略大概有两种： 第一种是利用三维标定物进行标定，该标定物具有精确的已知三维信息，但该方法的缺点 是三维标定物需要特殊制作，且精度要求很高，因此应用较少；第二种方法是用标定棋盘 格，以棋盘格的角点为标定特征，该方法包括:首先，对相机进行标定，然后，根据相机标定 结果，由投影仪投射出若干特征点到棋盘格平面上，计算出投射的特征点的三维信息，再对 投影仪进行标定，因为这种方法比较易于实现，通过打印的棋盘格贴在平面物体上即可操 作，因而为业内广泛使用。

需解决的主要技术难题

此技术需解决:

1.棋盘 格需要精确的打印和制作，保证精确的尺寸，且棋盘格角点检测过程本身存在的检测误差 也会对最终的标定结果产生影响

2.粘贴棋盘格的平面需要较高的平面度，因为这种标定 方法是建立在平面假设基础之上的

3.棋盘格所包含的角点数量是有限的，其覆盖范围很 难囊括整个投影范围和相机拍摄范围，没有角点存在的图像区域，其畸变参数等是难以估 计的

4现有标定方法是以角点在平面上的重映射误差最小为最终优化准则的，在实际测 量中，这种误差准则与三角测量的结果存在不一致性，即使重投影误差很小也难以保证最 终测量结果达到最优误差

期望实现的主要技术目标

a 提高了标定结果的准确性

b 提 高了结构光三维扫描系统的三维测量精度和可靠性

需求解析

解析单位：天津市滨海新区 解析时间：2023-07-20

吴正斌

天津中科先进技术产业有限公司

总经理

综合评价

这个企业已经有一定的基础，建议与相关学会组织搭建平台，请学会以及研究所、大学和相关企业参与，可能会攻克难关，会对我们国家甚至世界所存在问题提出解决的措施并做出贡献，前途可期。

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