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申请/专利权人：南京信息工程大学

摘要：本发明公开了一种基于二值条纹投影仪标定的非线性矫正方法及系统，涉及投影仪技术和光学测量技术领域，包括：获取二值条纹与正弦相移条纹图案，通过正弦相移条纹图案，利用正弦对称性，对二值条纹进行编码，生成用于标定的二值编码条纹；分别投射在圆形标定板上，获取多组标定图案；根据多组标定图案，利用特殊算法获得特征点的展开相位；根据特征点的展开相位以及投影仪的输出分辨率和条纹周期数量得到特征点的相机像素坐标对应投影平面上的垂直和水平方向坐标；通过三维点坐标公式计算得到像素对应的三维点坐标信息，计算出投影仪的内参矩阵和畸变系数，利用投影仪的内参矩阵和畸变系数完成对投影仪的非线性矫正。

主权项：1.一种基于二值条纹投影仪标定的非线性矫正方法，其特征在于，方法包括以下步骤：获取二值条纹与正弦相移条纹图案，通过正弦相移条纹图案，利用正弦对称性，对二值条纹进行编码，生成用于标定的二值编码条纹；将用于标定的二值编码条纹分别投射在圆形标定板上，改变与圆形标定板位置，获取多组标定图案；所述正弦相移条纹如下： 式中，为像素坐标，为采集到的正弦图像，为背景光强，b为物体表面反射率，为待解的相位主值，N表示N步相移；根据多组标定图案，设多组标定图案上的某个特征点像素坐标在相机采集图像上分割出来，利用算法获得特征点的展开相位；所述算法如下： 式中，为获得的正弦条纹图像，为编码的黑白条纹图像，数字下标m为编码图案的序号，为全黑图像；获取投影仪的输出分辨率和条纹周期数量，根据特征点的展开相位以及投影仪的输出分辨率和条纹周期数量得到特征点的相机像素坐标对应投影平面上的垂直和水平方向坐标；利用特征点的相机像素坐标对应投影平面上的垂直和水平方向坐标通过三维点坐标公式计算得到像素对应的三维点坐标信息，根据每个特征点像素对应的三维点坐标信息计算出投影仪的内参矩阵和畸变系数，利用投影仪的内参矩阵和畸变系数完成对投影仪的非线性矫正；所述像素对应的三维点坐标信息的计算过程如下：根据相机像素坐标点，获得变形的相位图，根据相位差最小化原则，跟理想相位图做匹配，得到对应的投影仪的像素坐标点，对应的三维坐标信息通过公式： 式中，为相机的投影矩阵，为投影仪的投影矩阵，，，为对应的三维点坐标信息，为投影仪的像素坐标；所述内参矩阵的计算： 式中，是投影仪的内参矩阵，表示投影仪外参矩阵，表示投影仪的实际像素坐标，表示所计算的第副图像投影点的投影坐标；所述投影仪的标定过程：每组标定图案中的投影仪的像素坐标转化为图像坐标，公式为： 其中，与均表示投影仪内参，表示图像坐标，作归一化处理；将图像坐标转化为世界三维坐标中的；利用投影仪的内参将角点的世界三维坐标转化到相机坐标系下的三维坐标，公式为：式中，R、t均为投影仪的外参数。

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