运算的平面坐标（相机坐 标）与激光线所构成的坐标（真实坐标）之间的转换关系。为了解出H，假设相机坐标系中 的特征点映像至真实坐标系后，与真实坐标系中的特征点的外积（cross product)为零向 量（zero vector),如方程式（2)所表示：
[0051] XjiXHxi=O 方程式（2)
[0052] 并且X'i的齐次坐标（homogeneous coordinate)可如方程式（3)所示：
[0053] x' i=[x' i, y' i, w' Jt 方程式（3)
[0054] 接着，若将H的行向量（row vector)分别表示为h1T、h2T以及h3T，则!1与1^分别 成为3X3与1X9的矩阵，可分别表示为方程式（4)与方程式（5):
【主权项】
1. 一种激光测量装置的校正方法，其特征在于，用于校正具有激光投光单元以及图像 撷取单元的激光测量装置，包括： 提供校正板，其中该校正板包括至少一狭缝以及多个特征点； 调整该校正板与该激光投光单元的相对位置，使该激光投光单元所投射的激光得以通 过所述狭缝； 利用该图像撷取单元拍摄该校正板，以产生校正板图像； 将该校正板图像进行处理，以取得分别对应于该校正板图像中各所述特征点于相机坐 标系的相机坐标；以及 根据各所述特征点的相机坐标以及各所述特征点于真实坐标系的真实坐标，计算多个 校正参数，据以取得该激光测量装置所产生测量物图像中的测量物于该真实坐标系的真实 坐标。
2. 根据权利要求1所述的激光测量装置的校正方法，其特征在于，将该校正板图像进 行处理，以取得分别对应于该校正板图像中各所述特征点于该相机坐标系的相机坐标的步 骤包括： 根据该图像撷取单元的多个变形参数，针对该校正板图像进行反扭曲运算，以产生反 扭曲校正板图像，并且检测该反扭曲校正板图像中的所述特征点，以取得各所述特征点的 相机坐标；也可以是 检测该校正板图像中各所述特征点，并且根据该图像撷取单元的所述变形参数，针对 所述特征点进行该反扭曲运算，以取得各所述特征点的相机坐标。
3. 根据权利要求2所述的激光测量装置的校正方法，其特征在于，根据各所述特征点 的相机坐标以及各所述特征点于该真实坐标系的真实坐标，计算所述校正参数，据以取得 该激光测量装置所产生该测量物图像中的该测量物于该真实坐标系的真实坐标的步骤包 括： 针对各所述特征点的相机坐标以及各所述特征点的真实坐标，进行回归运算，以产生 所述校正参数，其中所述校正参数组成回归矩阵； 根据所述变形参数，将该测量物图像进行该反扭曲运算，以产生反扭曲测量物图像；以 及 根据该回归矩阵，将该反扭曲测量物图像中测量点的相机坐标进行仿射运算，以取得 该测量点的真实坐标。
4. 根据权利要求1所述的激光测量装置的校正方法，其特征在于，在将该校正板图像 进行处理，以取得分别对应于各所述特征点于该相机坐标系的相机坐标的步骤后，该激光 测量装置的校正方法还包括： 划分该校正板图像为多个校正区域；以及 取得各所述特征点所对应的校正区域。
5. 根据权利要求4所述的激光测量装置的校正方法，其特征在于，根据各所述特征点 的相机坐标以及各所述特征点于该真实坐标系的真实坐标，计算所述校正参数，据以取得 该激光测量装置所产生该测量物图像中的该测量物于该真实坐标系的真实坐标的步骤包 括： 针对各所述校正区域内的特征点的相机坐标以及各所述校正区域内的特征点的真实 坐标，分别进行回归运算，以产生各所述校正区域所对应的校正参数，其中各所述校正区域 所对应的校正参数分别组成的回归子矩阵； 根据所述变形参数，将该测量物图像进行该反扭曲运算，以产生反扭曲测量物图像； 根据该反扭曲测量物图像中测量点的相机坐标，取得测量回归子矩阵，其中该测量回 归子矩阵为该测量物图像中该测量点所对应的回归子矩阵；以及 根据该测量回归子矩阵，将该反扭曲测量物图像中该测量点的相机坐标进行仿射运 算，以取得该测量点的真实坐标。
6. -种激光测量装置的校正系统，用于校正包括激光投光单元以及图像撷取单元的激 光测量装置，其特征在于，包括： 校正板，其中该校正板包括至少一狭缝以及多个特征点，该激光投光单元所投射的激 光可通过所述狭缝； 图像处理装置，耦接至该激光测量装置，当该图像撷取单元拍摄该校正板以产生校正 板图像时，该图像处理装置将该校正板图像进行处理，以取得分别对应于该校正板图像中 各所述特征点于相机坐标系的相机坐标，以及根据各所述特征点的相机坐标以及各所述特 征点于真实坐标系的真实坐标，计算多个校正参数，据以取得该激光测量装置所产生测量 物图像中的测量物于该真实坐标系的真实坐标。
7. 根据权利要求6项所述的激光测量装置的校正系统，其特征在于，该图像处理装置 根据该图像撷取单元的多个变形参数，针对该校正板图像进行反扭曲运算，以产生反扭曲 校正板图像，并且检测该反扭曲校正板图像中的所述特征点，以取得各所述特征点的相机 坐标；也可以是 该图像处理装置检测该校正板图像中各所述特征点，并且根据该图像撷取单元的所述 变形参数，针对所述特征点进行该反扭曲运算，以取得各所述特征点的相机坐标。
8. 根据权利要求7所述的激光测量装置的校正系统，其特征在于， 该图像处理装置针对各所述特征点的相机坐标以及各所述特征点的真实坐标，进行回 归运算，以产生所述校正参数，其中所述校正参数组成回归矩阵， 该图像处理装置又根据所述变形参数，将该测量物图像进行该反扭曲运算，以产生反 扭曲测量物图像，以及 该图像处理装置根据该回归矩阵，将该反扭曲测量物图像中测量点的相机坐标进行仿 射运算，以取得该测量点的真实坐标。
9. 根据权利要求6所述的激光测量装置的校正系统，其特征在于，该图像处理装置划 分该校正板图像为多个校正区域，以及取得各所述特征点所对应的各所述校正区域。
10. 根据权利要求9所述的激光测量装置的校正系统，其特征在于， 该图像处理装置针对各所述校正区域内的特征点的相机坐标以及各所述校正区域内 的特征点的真实坐标，分别进行回归运算，以产生各所述校正区域所对应的校正参数，其中 各所述校正区域所对应的校正参数分别组成的回归子矩阵， 该图像处理装置又根据所述变形参数，将该测量物图像进行该反扭曲运算，以产生反 扭曲测量物图像， 该图像处理装置再根据该反扭曲测量物图像中测量点的相机坐标，取得测量回归子矩 阵，其中该测量回归子矩阵为该反扭曲测量物图像中该测量点所对应的回归子矩阵，以及 该图像处理装置根据该测量回归子矩阵，将该反扭曲测量物图像中该测量点的相机坐 标进行仿射运算，以取得该测量点的真实坐标。
【专利摘要】一种激光测量装置的校正方法及其系统，适于校正包括激光投光单元以及图像撷取单元的激光测量装置，包括下列步骤。提供包括至少一狭缝以及多个特征点的校正板。调整校正板与激光投光单元的相对位置，使激光投光单元所投射的激光得以通过狭缝。利用图像撷取单元拍摄校正板，以产生校正板图像。将校正板图像进行处理，以取得分别对应于各所述特征点于相机坐标系的相机坐标。之后，根据各所述特征点的相机坐标以及各所述特征点于真实坐标系的真实坐标，计算多个校正参数，据以取得激光测量装置所产生的测量物图像中的测量物于真实坐标系的真实坐标。
【IPC分类】G01B11-24
【公开号】CN104729422
【申请号】CN201410069290
【发明人】林宗翰
【申请人】林宗翰
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年2月27日
【公告号】US20150178910