优化的PSO空间高精度线结构光直接标定法

作者：王华; 郭于龙; 张爽^*; 高金刚; 刘孝峰

来源：应用激光, 2021, 41(04): 860-868.

DOI：10.14128/j.cnki.al.20214104.860

• 线结构光
• 直接标定
• DBSCAN算法
• 中心线标定点提取
• 优化的PSO
• 三维测量

线结构光测量系统的立体标定是进行三维测量的必要环节,其标定精度直接决定三维测量的精度。针对目前线结构光标定存在的计算过程复杂、局限性大、成本高、精度低等问题,提出了一种空间高精度线结构光直接标定法。设计异形标定块,通过DBSCAN算法剔除标定块线激光条纹上的噪声点与边界点,然后利用改进的PSO算法优化最短路径寻优的目标函数,提取线激光条纹上的特征标定点,建立像素坐标与世界坐标之间的映射关系表,从而直接获取待标定点像素坐标对应的世界坐标,或通过距离待标定点最近的三个特征标定点计算出关系转换矩阵,获取待标定点的世界坐标。试验表明,优化后的PSO算法寻优能力提升了27.23%,收敛速度提升了66.67%,特征标定点的提取误差约为0.4个像素,线结构光测量系统标定后,沿x方向的平均绝对测量误差为0.015 6 mm,沿z方向的平均绝对测量误差为0.017 4 mm。

• 单位
  机电工程学院; 中车长春轨道客车股份有限公司; 长春理工大学; 长春工程学院