散焦投影仪结构光系统的新型标定方法

作者： Beiwen Li， Nikolaus Karpinsky， and Song Zhang

采用二元散焦技术的结构光系统由于其速度快、无需伽玛校准的特性以及相机和投影仪之间缺乏严格的同步要求，因此有可能获得更广泛的应用。然而， 现有的校准方法无法对具有离焦投影仪的结构光系统实现高精度。本文提出了一种即使在投影仪未对焦的情况下也能准确校准结构光系统的方法，从而使二元散焦方法的高精度和高速测量成为可能。实验表明，我们的校准方法在不同离焦度下表现一致，并且在150 （H）mmx 250 （W）mm x 200（D）mm的校准体积下可以实现约73 μm的均方根误差。

［方法］

这篇文章提出了一种新的标定方法，可以准确地校准具有二进制散焦技术的结构光系统，即使投影仪不在焦点位置也可以实现高精度和高速度的测量。该方法通过在相位域中虚拟地创建相机像素和投影仪像素中心之间的一对一映射，并将世界坐标系与相机镜头坐标系重合，从而实现了标准立体系统校准方法的应用。实验结果表明，该方法在不同程度的散焦下表现出一致的性能，并且对于150mmx250mmx200mm的校准体积，可以达到约73微米的精度。

［总结］

本文提出了一种使用离焦投影仪的结构光系统的校准方法。我们的理论分析为通过在相位域中在相机像素和投影仪像素中心之间创建一对一映射来精确校准失焦投影仪提供了基础。

对于150 （高） mmx250 （宽）mmx200 （深） mm的标定体积，我们的标定方法在不同离焦量下具有-致的性能，精度可以达到约73μm。我 们的实验结果证实，通过这种校准方法确实可以实现高校准精度。人们可能会意识到，这项研究忽略了投影仪镜头的非线性失真，可以进一步考虑这一点以进行更高精度的测量。忽略投影仪非线性的原因是我们的研究目标是高速3D形状测量，

编辑：黄飞