三維成像系統(tǒng)中投影鏡頭畸變的標(biāo)定與修正研究.pdf

1、隨著數(shù)字微鏡器件DMD（Digital Micromirror Device）的發(fā)展，基于DMD的數(shù)字光處理（DLP：digital light processing）投影儀由于具有高對(duì)比度、高亮度、高效率及可二次開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用于三維測量系統(tǒng)中投射數(shù)字結(jié)構(gòu)光條紋。由于投影儀可以當(dāng)作一個(gè)光路逆向的相機(jī)，因此投影儀標(biāo)定對(duì)于將單目視覺轉(zhuǎn)換為雙目視覺，恢復(fù)物體的三維形貌有著十分重要的意義。現(xiàn)有的商用投影儀并非專門面向精密的三維

2、測量，投影儀鏡頭不可避免的存在由于加工和裝配造成的非線性畸變，因而不能用傳統(tǒng)的針孔成像模型來表示。在三維形貌測量尤其是視場較大的測量中，需要建立投影儀的非線性模型。標(biāo)定DLP投影儀的幾何參數(shù)，消除投影儀的鏡頭畸變，對(duì)于提高系統(tǒng)的測量精度具有重要的意義。
　　通過建立投影儀的非線性模型，提出了一種基于投影和成像共光軸結(jié)構(gòu)的投影儀標(biāo)定方法。利用半透半反鏡使投影儀的投影光軸和相機(jī)的成像光軸共軸，因此，投影儀可以真正當(dāng)作一個(gè)逆向使用的相機(jī)

3、。設(shè)計(jì)并制造了表面有圓環(huán)的標(biāo)定板。通過投影儀向其投射水平及垂直方向的正弦條紋，計(jì)算每個(gè)圓環(huán)標(biāo)志的中心點(diǎn)的相位。利用相位關(guān)系得到投影儀像素坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置，進(jìn)而標(biāo)定投影儀的內(nèi)參和外參。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該方法可以精確的獲得投影儀的相關(guān)參數(shù)。該方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不依賴于相機(jī)的標(biāo)定，沒有相機(jī)的累積誤差；另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是共軸結(jié)構(gòu)可以有效減小標(biāo)識(shí)點(diǎn)提取的透視投影誤差，使標(biāo)定結(jié)果比普通非共軸結(jié)果更精確，尤其對(duì)于投影儀的主點(diǎn)位置和徑向畸變系數(shù)。接下來根據(jù)標(biāo)定