面向无重叠视域的深度相机标定

作     者：郝洪立 陈双敏 王彬 李辉 辛士庆 吕琳 屠长河 

作者机构：青岛科技大学信息科学技术学院 山东大学计算机科学与技术学院 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：深度相机 标定 Voronoi图 四元数 

摘      要：在工业检测领域， 如果2个深度相机有重叠视域， 则棋盘格可作为常用的标定工具建立2个相机坐标系之间的关联， 然而， 在2个相机不存在重叠视域的情形下棋盘格无法发挥标定作用. 针对无重叠视域情形下的深度相机标定问题， 提出“一杆两球标定方案， 通过捕捉标定物的7～20个位姿， 即可推测出2个相机坐标系之间的变换矩阵. 首先用7个变量分别表示平移、旋转和杆长， 将“杆长不变作为建立相机坐标系关联的重要线索， 通过Voronoi图稳定地捕捉球心的位置; 然后建立关于球心距离偏差的目标函数， 使用L-BFGS算法进行快速求解. 通过大量的模拟仿真实验， 验证了所提方案的有效性; 在自行搭建的实验平台上的实验结果表明， 该方案操作简单， 计算高效， 其平均误差0.003 1 mm， 标准差为0.001 0 mm， 能够满足多种工业检测场合的精度需求.