采用虚拟标准平面标定相位测量轮廓术系统

张海花; 李勇; 张海燕; 王江

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.007

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ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

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采用虚拟标准平面标定相位测量轮廓术系统

张海花 , 李勇 , 张海燕 , 王江

文章导航 > 激光技术 > 2010 > 34(5): 600-602,618

引用本文:

Citation:

采用虚拟标准平面标定相位测量轮廓术系统

1.
浙江师范大学, 信息光学研究所, 金华, 321004;
2.
天津职业大学, 天津, 300402;
3.
军事交通学院, 汽车工程系, 天津, 300161

作者简介: 张海花(1983- ),女,助理工程师,主要研究方向为3维传感技术.E-mail:haihua@zjnu.cn.

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(60702078);浙江师范大学青年基金资助项目(KJ20090128)
中图分类号: O438;TN247

Calibration of PMP system using virtual planes

1.
Institute of Information Optics, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China;
2.
Tianjin Professional College, Tianjin 300402, China;
3.
Department of Automotive Engineering, Military Traffic Institute, Tianjin 300161, China
CLC number: O438;TN247

摘要: 为了标定相位测量轮廓术系统中相位-高度映射关系,引入了虚拟标准平面。基于投影是摄像的逆过程这一事实,从摄像机模型出发,使用统一的数学模型和平面靶标来标定出摄像机和投影仪的内部、外部参量。再由双目视觉中的立体标定方法得出测量系统的几何结构。最后根据标定得到的参量,在测量体积内设置参考平面并计算得出参考平面及不同高度上平行于参考平面的各标准平面上的相位分布。利用最小二乘法求解相位-高度映射方程系数。实验测量的标准差达到0.046mm。对间距为1.00mm的台阶模型进行测量,实际测得间距为0.99mm。结果表明,该方法可行,简化了相位测量轮廓术系统标定过程。
- 信息光学 /
- 相位测量轮廓术 /
- 虚拟标准平面 /
- 系统标定 /
- 结构光照明 /
- 相位-高度映射
Abstract: In order to calibrate the coefficients of phase-height mapping equation in phase measuring profilometry (PMP) systems,virtual planes were introduced. Firstly,the intrinsic and extrinsic parameter, of camera and projector were calibrated with uniforni mathematics model and processing method,as a projector could be considered as a camera working in reverse.Secondly,geometric construction of the measurement system was calibrated by means of stereovisiou method.Thirdly, a reference plane was defined in the measuring volume.Phase distribution of reference plan and parallel standard planes at different distances from the reference plan was worked out according to the calibrated parameters.Finally, the coefficients of phase-height mapping equation were obtained with least square method.The standard deviation of measurement reached 0.046mm.A model consists of four steps with space of 1.00mm was also measured. The measured average height between neighbor steps was 0.99mm.The experiment results reveal that the method is feasible.The procedure of system calibration is simplified.
- information optics /
- phase measuring profilometry /
- virtual plane /
- system calibration /
- structured illumination /
- phase-height mapping

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采用虚拟标准平面标定相位测量轮廓术系统

作者简介: 张海花(1983- ),女,助理工程师,主要研究方向为3维传感技术.E-mail:haihua@zjnu.cn

1. 浙江师范大学, 信息光学研究所, 金华, 321004;
2. 天津职业大学, 天津, 300402;
3. 军事交通学院, 汽车工程系, 天津, 300161

收稿日期: 2009-07-13
录用日期: 2009-09-20
网络出版日期: 2010-09-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(60702078);浙江师范大学青年基金资助项目(KJ20090128)

关键词:

摘要: 为了标定相位测量轮廓术系统中相位-高度映射关系,引入了虚拟标准平面。基于投影是摄像的逆过程这一事实,从摄像机模型出发,使用统一的数学模型和平面靶标来标定出摄像机和投影仪的内部、外部参量。再由双目视觉中的立体标定方法得出测量系统的几何结构。最后根据标定得到的参量,在测量体积内设置参考平面并计算得出参考平面及不同高度上平行于参考平面的各标准平面上的相位分布。利用最小二乘法求解相位-高度映射方程系数。实验测量的标准差达到0.046mm。对间距为1.00mm的台阶模型进行测量,实际测得间距为0.99mm。结果表明,该方法可行,简化了相位测量轮廓术系统标定过程。