光平面標定 (Laser Plane Calibration) 的原理和流程

光平面標定 (Laser Plane Calibration) 是線激光3D相機系統中最為關鍵且精巧的一步,它直接決定了最終的測量精度。

核心目標

光平面標定的目標是:精確地求出激光器發射出的那個扇形激光平面,在相機坐標系下的數學方程

這個方程通常表示為一般式:

Ax + By + Cz + D = 0

其中 (A, B, C) 是平面的法向量,(x, y, z) 是相機坐標系下的點坐標。一旦得到 A, B, C, D 這四個參數,我們就完全定義了這個激光平面。

核心原理:利用交線約束

標定的核心原理非常巧妙:如果一條激光線打在一個已知高度的物體表面上,那么激光線上的每一個點,其世界坐標的Z值(高度)都是已知的

我們使用一個帶有明顯特征(如棋盤格角點)的標定板。標定板平面本身就是一個已知的世界平面(Z_w = 0 或 Z_w = 已知高度)。當激光線掃過這個標定板時,激光線與標定板表面相交,形成一條交線。

這條交線上的所有點,同時滿足兩個條件:

  • 它們位于標定板平面上(世界坐標 Z_w 已知)。

  • 它們位于激光平面上(我們需要求解的方程)。

因此,我們只要知道交線上足夠多的點在相機坐標系下的3D坐標,就可以用這些點來擬合出激光平面的方程。

詳細標定流程

第1步:準備工作 (Preparation)

  • 標定板:需要一個高精度的棋盤格(或圓點)標定板。其內部角點的物理尺寸和數量是已知的。

  • 已完成相機內參標定:必須事

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