相位偏折术测量系统标定方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及光学测量，尤其涉及相位偏折术测量系统标定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、相位偏折术是一项非接触式的高反射率曲面测量技术。通过计算物体三维形貌对条纹图案的相位调制，来获取物体的三维表面高度信息。相位偏折术目前已广泛应用至诸多工业领域，如汽车漆面检测。

2、相位偏折术测量系统的标定，指标定相机与显示器的相对位置，是相位偏折术的关键步骤。标定的精确度，决定了相位偏折术测量系统的测量精确度。相位偏折术测量系统中，显示器并不在相机的视野中，需要利用标准平面镜进行反射，使显示器的镜面反射虚像在相机的视野内，利用相机与显示器虚像的位置关系、相机与平面镜的位置关系，计算出相机与显示器的位置关系。由于无法精确得到标准平面镜的准确位置，对于某一固定的显示器虚像，可能有多种解，相位偏折术测量系统的标定存在多义性。

3、现有的相位偏折术测量系统的标定方法，需要特殊设计的装置。一方面，相位偏折术测量系统标定装置的设计与制造存在误差，影响标定精度。另一方面，相位偏折术测量系统标定装置的制造成本较高，且往往仅针对于某一型号规格的相位偏折术测量系统，缺乏通用性。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供涉及相位偏折术测量系统标定方法、系统、设备及存储介质。

2、相位偏折术测量系统标定方法，包括以下步骤：

3、获取多个标定图像数据；

4、根据所述采集图像进行矩阵转换，得到相机与显示器的变换矩阵初值；

5、根据所述相机与显示器的变换矩阵初值计算损失；

6、根据所述损失，得到相位偏折术测量系统的标定结果。

7、在其中一个实施例中，获取多个标定图像数据包括：

8、设置实验环境；其中，所述实验环境包括：标准平面镜、显示器和相机；

9、设置标定板位置；

10、调整所述标准平面镜的姿态和位置，以及所述标定板位置，利用相机采集多个标定图像数据。

11、在其中一个实施例中，设置实验环境包括：

12、所述标准平面镜设置于所述显示器下方；

13、所述显示器，用于显示标定图像，所述显示器在标准平面镜中的反射图像，位于相机视野内。

14、在其中一个实施例中，设置标定板位置包括：

15、所述标定板设置于所述标准平面镜上，用于对标定图案进行标定。

16、所述标准平面镜具有多个可选位置和可选姿态。所述标定板在所述标准平面镜上具有多个可选位置。

17、在其中一个实施例中，根据所述标定图像数据进行矩阵转换，得到相机与显示器的变换矩阵初值包括：

18、根据所述标定图像数据，通过pnp方法得到相机与显示器虚像的位姿变换矩阵初值：

19、

20、其中，表示相机与显示器虚像的位姿变换矩阵初值，表示第i张采集图像相机与显示器虚像的旋转矩阵；表示第i张采集图像相机与显示器虚像的平移矩阵；

21、根据所述采集图像，通过pnp方法得到相机与标定板的位姿变换矩阵初值：

22、

23、其中，表示相机与标定板的位姿变换矩阵初值，表示第i张采集图像相机与标定板的旋转矩阵；表示第i张采集图像相机与标定板的平移矩阵；

24、测定标定板的厚度，根据所述厚度、所述相机与显示器虚像的位姿变换矩阵初值和所述相机与标定板的位姿变换矩阵初值，得到相机与标准平面镜粗略的变换矩阵：

25、

26、其中，表示相机与标准平面镜粗略的变换矩阵，表示相机与标定板的位姿变换矩阵初值，dcb表示标定板的厚度；

27、根据所述相机与标准平面镜粗略的变换矩阵，得到相机与显示器的变换矩阵初值：

28、

29、其中，tc-l表示相机与显示器的变换矩阵初值，表示第一张采集图像相机与标准平面镜粗略的变换矩阵，表示第一张采集图像相机与标准平面镜粗略的变换矩阵，表示第一张采集图像相机与显示器虚像的位姿变换矩阵初值。

30、在其中一个实施例中，根据所述相机与显示器的变换矩阵初值计算损失包括：

31、通过所述相机与显示器的变换矩阵初值计算标定板关键点和显示器虚像的重投影误差；

32、根据所述重投影误差计算损失：

33、l＝λcb·lcb+λvl·lvl

34、其中，l表示损失，λcb表示第一常数系数，lcb表示定板关键点的重投影误差，λvl表示第二常数系数，lvl表示显示器虚像的重投影误差。

35、在其中一个实施例中，根据所述损失，得到相位偏折术测量系统的标定结果包括：

36、获取相位偏折术测量系统的系统参数；

37、根据所述损失对所述系统参数进行非线性优化，得到相位偏折术测量系统的标定结果。

38、相位偏折术测量系统标定装置，用于实现如上所述的相位偏折术测量系统标定方法，包括：

39、图像获取模块，用于获取多个标定图像数据；

40、矩阵转换模块，用于根据所述采集图像进行矩阵转换，得到相机与显示器的变换矩阵初值；

41、损失计算模块，用于根据所述相机与显示器的变换矩阵初值计算损失；

42、标定结果模块，用于根据所述损失，得到相位偏折术测量系统的标定结果。

43、一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述各个实施例中所述的相位偏折术测量系统标定方法的步骤。

44、一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述各个实施例中所述的相位偏折术测量系统标定方法的步骤。

45、相比于现有技术，本发明的优点及有益效果在于：本发明能够通过标准平面镜、显示器、相机和标定板等，即可进行多个标定图像数据的采集，实验环境制造成本较低，且适应性较高，保证多种型号规格的相位偏折术测量系统的使用。

技术特征：

1.相位偏折术测量系统标定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述相位偏折术测量系统标定方法，其特征在于，所述获取多个标定图像数据包括：

3.根据权利要求2所述相位偏折术测量系统标定方法，其特征在于，所述设置实验环境包括：

4.据权利要求2所述相位偏折术测量系统标定方法，其特征在于，所述设置标定板位置包括：

5.根据权利要求1所述相位偏折术测量系统标定方法，其特征在于，所述根据所述标定图像数据进行矩阵转换，得到相机与显示器的变换矩阵初值包括：

6.根据权利要求1所述相位偏折术测量系统标定方法，其特征在于，所述根据所述相机与显示器的变换矩阵初值计算损失包括：

7.根据权利要求1所述相位偏折术测量系统标定方法，其特征在于，所述根据所述损失，得到相位偏折术测量系统的标定结果包括：

8.相位偏折术测量系统标定装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-7所述的相位偏折术测量系统标定方法，包括：

9.一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

技术总结本发明提供相位偏折术测量系统标定方法、装置、设备及存储介质，其中，方法包括：获取多个标定图像数据；根据所述标定图像数据进行矩阵转换，得到相机与显示器的变换矩阵初值；根据所述相机与显示器的变换矩阵初值计算损失；根据所述损失，得到相位偏折术测量系统的标定结果。本发明通过标准平面镜、显示器、相机和标定板等，即可进行多个标定图像数据的采集，实验环境制造成本较低，且适应性较高，保证多种型号规格的相位偏折术测量系统的使用。技术研发人员：郑道勤,雷汝霖,王侃,周福江,邱庆明受保护的技术使用者：重庆中科摇橹船信息科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29