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一种线结构光振镜扫描测量系统通用标定方法
标题：一种线结构光振镜扫描测量系统通用标定方法
摘要：
线结构光振镜扫描测量系统是一种常见的三维测量方法，广泛应用于制造业、精密测量和机器人导航等领域。系统的准确性和精度直接影响到测量结果的准确性，因此，正确的标定方法在系统工作中至关重要。本文针对线结构光振镜扫描测量系统的特点，提出了一种通用的标定方法，通过实验验证了该方法的准确性和可行性。
关键词：线结构光，振镜扫描，测量系统，标定方法
1.引言
线结构光振镜扫描测量系统是一种常见的三维测量方法，它通过发射一条或多条结构光条纹，通过相机记录条纹在被测对象上的投影，从而实现对被测对象表面的三维重构。在实际应用中，系统的准确性和精度直接影响到测量结果的准确性，因此，对系统进行准确的标定是至关重要的。
2.系统结构和特点
线结构光振镜扫描测量系统由结构光投影仪、振镜扫描装置和相机组成。其中，结构光投影仪用于发射结构光，振镜扫描装置用于控制结构光的扫描范围和速度，相机用于记录结构光在被测对象上的投影。系统的主要特点包括：1)投影平面与相机CCD平面不平行；2)结构光视场和相机视场不一致；3)振镜的扫描速度和振幅的不确定性。
3.通用标定方法
针对线结构光振镜扫描测量系统的特点，我们提出了一种通用的标定方法，包括以下步骤：
3.1投影仪标定
首先，需要对结构光投影仪进行标定。我们使用标定板，以不同的位置和角度来记录投影仪的结构光投影图案。通过分析标定板上的结构光图案在相机上的投影，我们可以得到投影仪的内部参数，包括焦距、主点位置和投影中心偏移，从而实现对投影仪的标定。
3.2振镜标定
接下来，需要对振镜扫描装置进行标定。我们使用标定板，以不同的位置和角度来记录振镜扫描的结构光图案。通过分析标定板上的结构光图案在相机上的投影，我们可以得到振镜扫描的外部参数，包括扫描范围和扫描速度，从而实现对振镜的标定。
3.3系统整体标定
最后，将投影仪和振镜扫描装置的标定结果结合起来进行系统整体标定。我们使用标定板，在不同的位置和角度下记录结构光图案的投影，通过分析标定板上的结构光图案在相机上的投影和理论值的对比，可以得到系统的整体标定结果，包括投影仪和振镜扫描的相对位置和姿态等参数。
4.实验结果与分析
我们在实验室中构建了一个线结构光振镜扫描测量系统，并对该系统进行了标定。通过对不同位置和角度下的标定板进行测量，我们得到了投影仪和振镜扫描装置的标定结果。实验结果表明，使用我们提出的通用标定方法可以得到较为准确的标定结果，证明了该方法的准确性和可行性。
5.结论
本文提出了一种线结构光振镜扫描测量系统的通用标定方法，通过对投影仪、振镜扫描装置和整个系统的标定，可以获得准确的测量结果。实验验证了该方法的准确性和可行性，并为线结构光振镜扫描测量系统的实际应用提供了基础。
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