买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉华东交通大学申请的专利一种基于单圆柱靶标的线结构光视觉传感器的完全标定法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN113554708B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202010328488.6，技术领域涉及：G06T7/80；该发明授权一种基于单圆柱靶标的线结构光视觉传感器的完全标定法是由祝振敏;王心韵;孙翔设计研发完成，并于2020-04-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于单圆柱靶标的线结构光视觉传感器的完全标定法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种基于单圆柱目标的线结构光系统完整标定方法。校准过程如下：将圆柱形目标放置至少一次，并用激光投影仪的光带照亮。视觉传感器采集目标图像，提取出圆柱目标的激光条纹和轮廓图像。根据圆柱目标的轮廓特征和共线矢量的定义，利用提取的轮廓图像求解摄像机的内部参数。由于线结构光平面和圆柱目标在圆柱直径投影方向上的交线是一个标准圆，因此在摄像机坐标系上建立了光平面方程。在复杂的工业环境下，采用传统的张氏定标方法在不同位置拍摄多幅棋盘图像是不合适的，而且由于圆柱目标的轮廓特性，可以同时进行摄像机定标和线结构定标。本发明提出方法不需要依赖多幅图像的约束，操作简单，满足工业三维测量技术的要求。

本发明授权一种基于单圆柱靶标的线结构光视觉传感器的完全标定法在权利要求书中公布了：1.一种基于单圆柱靶标的线结构光视觉传感器的完全标定法，其特征在于，包括：激光发射器、摄像机、三角架及三维圆柱靶标，所述圆柱靶标在激光发射器的前方，三维靶标在摄像机视野范围内，摄像机固定在三角架上； 应用所述完全标定法，包括如下步骤： 第一步：圆柱靶标放置在合适的位置，摄像机捕获圆柱靶标的边缘信息及线结构光视觉传感器与圆柱靶标相交处的光条纹；值得注意的是，由于圆柱靶标特有的几何特征，此时圆柱靶标的任何位置都是被允许的，只需将圆柱靶标与外界环境的颜色区隔开即可； 第二步：通过共线向量外积之模为零，圆柱的对称性的距离约束，对摄像机进行畸变参数求解，再利用圆柱靶标边缘深度信息求解摄像机焦距；获得摄像机内部参后对图片进行畸变校正； 第三步：提取畸变矫正后的光中心条纹，求解空间圆锥方程，利用投影性质结合圆柱靶标信息求得光平面方程； 第二步中，解摄像机畸变参数过程中，理想成像点记录为up,vp，透镜畸变点记录为ud,vd，它们之间的关系如下： 其中u0v0是畸变中心，系数k1表示透镜的一阶径向畸变； 对于非线性摄像机镜头畸变校正，可以利用标定前给定场景的可用信息来解决摄像机镜头畸变问题；对于由直线上任意两点组成的向量，由于共线性，外积的模为零；对于定标目标，可以在定标图像上提取两条线的特征点，每条线都有Nnn＝1,2个特征点；Pi是理想的成像点，PiPi+1由两个相邻特征点Pi和Pi+1构成的矢量；计算模以求解： |Pi-1Pi×PiPi+1|2＝[upi-upi-1vpi+1-vpi-upi+1-upivpi-vpi-1]2i＝2,3,…,Nn-12 在标定图像上提取两条曲线的特征点作为标定目标；将每条曲线分成两个对称部分，每个部分上有Nmm＝1,2,3,4特征点；根据对应的特征点Dmjj＝1,2,…，Nm，其中Dmj是相机坐标系中的空间坐标；可以获得坐标的距离约束： |D1j-D3j|＝|D2j-D4j|,j＝1,2,…,Nm3 摄像机一阶径向畸变系数k1和镜头畸变中心u0,v0的参数估计算法的具体实施步骤如下： 1确定畸变系数和畸变中心的范围；设rd max为畸变中心到图像边缘距离的最大值，可得k1的范围为设图像大小为w×h,w和h分别为图像的长和宽，畸变中心一般位于图像中心附近0.1w×0.1h大小的矩形区域内，得u0∈[0.45w,0.55w]， v0∈[0.45h,0.55h]； 2采用Zernike矩提取圆柱靶标边缘轮廓的亚像素特征，获得原始畸变图像的边缘亚像素点；由于结构光条纹对图像边缘提取有一定的影响，本发明结合镜头畸变模型，对所选标定靶标在标定图像上提取到的2条直线的特征点进行二次曲线拟合； 3根据上述畸变参数k1,u0,v0的取值范围，分别选择相应的步长Δk1,Δu0,Δv0，得到畸变参数组合k1 p,u0 q,v0 r： 其中 p＝1,2,…,N1,q＝1,2,…,N2,r＝1,2,…,N3,Δk1＝21rd max2N1,Δu0＝0.1wN2,Δv0＝0.1hN3； 对式中每种系数组合k1 p,u0 q,v0 r计算边缘图像的校正； 4利用非线性优化对上述各种系数组合进行搜索，获得最优解，此时对应的参数即为最佳值； 对图像完整畸变校正后，可根据圆柱靶标的几何信息求得图像焦距；将上述选取的标定靶标上提取的两条直线的特征点畸变校正后依然有Nnn＝1,2个特征点；由于圆柱靶标可能不是完全水平放置，建立一个绕摄像机坐标系z轴旋转θ度的新坐标系，将所获靶标图像旋转成为完全垂直于水平面的图像；根据刚体变换的性质可以得到： 利用透视投影模型可以得到： k为焦距与圆柱中心轴的深度比，即k＝fz1；d为圆柱靶标的高；x1为圆柱靶标点P3,4在摄像机坐标系上x轴的位置；y1为圆柱靶标点P3,4在摄像机坐标系上y轴的位置； 利用非线性最小二乘算法求得x1,y1,k；畸变校正后拟合的出的曲线为椭圆且在xoz平面上的投影为标准圆形， 可得： 根据拟合的椭圆性质可得： 其中，s为任意不为零的比例尺度，t1为圆柱靶标圆心的x轴信息且t1＝x1+Rx，t2为圆柱靶标圆心的z轴信息，Rx为圆柱靶标的半径信息；根据式7即可求得归一化焦距ax、ay。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人华东交通大学，其通讯地址为：330013 江西省南昌市经济技术开发区双港东大街808号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。