技術特征：

1.一種結構光3D視覺系統(tǒng)與線陣相機的聯(lián)合標定方法，所述結構光3D視覺系統(tǒng)包括面陣相機和激光器，所述方法用于通過所述面陣相機和線陣相機對鋸齒靶標進行拍攝和坐標標定，其特征在于，所述方法包括：

獲取所述結構光3D視覺系統(tǒng)中的光平面坐標系和靶標坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第一轉(zhuǎn)換關系；

獲取所述線陣相機拍攝的鋸齒靶標上的特征點的圖像，以及所述特征點在線陣相機圖像坐標系中的坐標；

根據(jù)所述特征點在所述靶標坐標系中的坐標，和所述特征點在所述線陣相機圖像坐標系中的坐標，建立所述靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第二轉(zhuǎn)換關系；

根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關系和所述第二轉(zhuǎn)換關系，建立所述光平面坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第三轉(zhuǎn)換關系；

根據(jù)所述第三轉(zhuǎn)換關系，得到所述光平面坐標系上的每個坐標點所對應的線陣相機圖像坐標，以實現(xiàn)所述結構光3D視覺系統(tǒng)與線陣相機的聯(lián)合標定。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述特征點在所述靶標坐標系中的坐標，和所述特征點在所述線陣相機圖像坐標系中的坐標，建立所述靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系包括：

獲取所述線陣相機圖像坐標系與線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，所述線陣相機圖像物理坐標系是以所述線陣相機透鏡光軸與成像平面的交點為原點，以水平方向為X軸建立的一維坐標系；

獲取所述靶標坐標系與線陣相機坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，所述線陣相機坐標系是以所述線陣相機光心為坐標原點，以所述線陣相機的光軸oz為Z軸建立直角坐標系；

獲取所述線陣相機坐標系與所述線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系；

根據(jù)所述線陣相機圖像坐標系與線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，所述靶標坐標系與線陣相機坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，以及所述線陣相機坐標系與所述線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，建立靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第二轉(zhuǎn)換關系包括：

建立所述靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系為：

$s\left[\begin{array}{c}u\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_W\\ Z_W\\ 1\end{array}\right]$

其中，s為比例因子，u為所述線陣相機圖像坐標系上的一個像素坐標，為一個2×3的投影矩陣M，為所述像素坐標u在所述靶標坐標系上的齊次坐標(X_W,Z_w,1)。

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，獲取所述結構光3D視覺系統(tǒng)中的光平面坐標系和靶標坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第一轉(zhuǎn)換關系包括：

判斷所述結構光3D視覺系統(tǒng)中的光平面坐標系和所述靶標坐標系之間是否是剛體變換關系；

如果是，則所述結構光3D視覺系統(tǒng)中的光平面坐標系和靶標坐標系的轉(zhuǎn)換關系為：

$\left[\begin{array}{c}Xwi\\ Zwi\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}cos\mathrm{\θ}& -sin\mathrm{\θ}& Tx\\ sin\mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}& Tz\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Xsi\\ Zsi\\ 1\end{array}\right]$

其中，(Xwi,Zwi)為任一所述特征點在所述靶標坐標系中的坐標，(Xsi,Zsi)為對應于所述特征點(Xwi,Zwi)在所述光平面坐標系中的坐標，θ為所述靶標坐標系的X軸與所述光平面坐標系中的X軸之間的夾角，(Tx,Tz)為平移向量，所述平移向量為所述光平面坐標系的坐標原點平移到所述靶標坐標系的坐標原點的平移向量。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關系和所述第二轉(zhuǎn)換關系，建立所述光平面坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系包括：

根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換關系和

所述第一轉(zhuǎn)換關系建立所述光平面坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系為：

$s\left[\begin{array}{c}u\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_W\\ Z_W\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}& Tx\\ sin\mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}& Tz\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Xsi\\ Zsi\\ 1\end{array}\right].$

6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述第三轉(zhuǎn)換關系，得到所述光平面坐標系上的每個坐標點所對應的線陣相機圖像坐標包括：

獲取所述線陣相機圖像坐標系中每個像素坐標所對應的RGB值；

通過所述第三轉(zhuǎn)換關系，查找所述光平面坐標系上的每個坐標點所對應的線陣相機圖像坐標；

將每個所述RGB值映射到所述光平面坐標系上，使每個所述像素坐標的RGB值還原到所述結構光3D視覺系統(tǒng)中。

7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

建立所述線陣相機的畸變模型；

根據(jù)所述畸變模型，以及交比不變的規(guī)律，代入所述線陣相機拍攝的鋸齒靶標上的特征點，計算畸變系數(shù)；

根據(jù)所述畸變系數(shù)對所述線陣相機拍攝的圖像進行畸變校正。

8.一種結構光3D視覺系統(tǒng)與線陣相機的聯(lián)合標定裝置，所述結構光3D視覺系統(tǒng)包括面陣相機和激光器，所述裝置用于通過所述面陣相機和線陣相機對鋸齒靶標進行拍攝和坐標標定，其特征在于，所述裝置包括：

獲取單元，用于獲取所述結構光3D視覺系統(tǒng)中的光平面坐標系和靶標坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第一轉(zhuǎn)換關系；

所述獲取單元，還用于獲取所述線陣相機拍攝的鋸齒靶標上的特征點的圖像，以及所述特征點在線陣相機圖像坐標系中的坐標；

轉(zhuǎn)換單元，用于根據(jù)所述特征點在所述靶標坐標系中的坐標，和所述特征點在所述線陣相機圖像坐標系中的坐標，建立所述靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第二轉(zhuǎn)換關系；

所述轉(zhuǎn)換單元，還用于根據(jù)所述第一轉(zhuǎn)換關系和所述第二轉(zhuǎn)換關系，建立所述光平面坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第三轉(zhuǎn)換關系；

標定單元，用于根據(jù)所述第三轉(zhuǎn)換關系，得到所述光平面坐標系上的每個坐標點所對應的線陣相機圖像坐標，以實現(xiàn)所述結構光3D視覺系統(tǒng)與線陣相機的聯(lián)合標定。

9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，

所述獲取單元，還用于獲取所述線陣相機圖像坐標系與線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，所述線陣相機圖像物理坐標系是以所述線陣相機透鏡光軸與成像平面的交點為原點，以水平方向為X軸建立的一維坐標系；

所述獲取單元，還用于獲取所述靶標坐標系與線陣相機坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，所述線陣相機坐標系是以所述線陣相機光心為坐標原點，以所述線陣相機的光軸oz為Z軸建立直角坐標系；

所述獲取單元，還用于獲取所述線陣相機坐標系與所述線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系；

所述轉(zhuǎn)換單元，還用于根據(jù)所述線陣相機圖像坐標系與線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，所述靶標坐標系與線陣相機坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，以及所述線陣相機坐標系與所述線陣相機圖像物理坐標系之間的轉(zhuǎn)換關系，建立靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系。

10.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元，用于建立所述靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系，并作為第二轉(zhuǎn)換關系包括：

所述轉(zhuǎn)換單元，建立所述靶標坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系為：

$s\left[\begin{array}{c}u\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_W\\ Z_W\\ 1\end{array}\right]$

其中，s為比例因子，u為所述線陣相機圖像坐標系上的一個像素坐標，為一個2×3的投影矩陣M，為所述像素坐標u在所述靶標坐標系上的齊次坐標(X_W,Z_w,1)。

11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元包括：

判斷單元，用于判斷所述結構光3D視覺系統(tǒng)中的光平面坐標系和所述靶標坐標系之間是否是剛體變換關系；

所述轉(zhuǎn)換單元，還用于如果是剛體變換關系，則所述結構光3D視覺系統(tǒng)中的光平面坐標系和靶標坐標系的轉(zhuǎn)換關系為：

$\left[\begin{array}{c}Xwi\\ Zwi\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}cos\mathrm{\θ}& -sin\mathrm{\θ}& Tx\\ sin\mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}& Tz\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Xsi\\ Zsi\\ 1\end{array}\right]$

其中，(Xwi,Zwi)為任一所述特征點在所述靶標坐標系中的坐標，(Xsi,Zsi)為對應于所述特征點(Xwi,Zwi)在所述光平面坐標系中的坐標，θ為所述靶標坐標系的X軸與所述光平面坐標系中的X軸之間的夾角，(Tx,Tz)為平移向量，所述平移向量為所述光平面坐標系的坐標原點平移到所述靶標坐標系的坐標原點的平移向量。

12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元，具體還用于：

根據(jù)所述第二轉(zhuǎn)換關系和

所述第一轉(zhuǎn)換關系建立所述光平面坐標系和所述線陣相機圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關系為：

$s\left[\begin{array}{c}u\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_W\\ Z_W\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}cos\mathrm{\θ}& -sin\mathrm{\θ}& Tx\\ sin\mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}& Tz\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}Xsi\\ Zsi\\ 1\end{array}\right].$

13.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

RGB值獲取單元，用于獲取所述線陣相機圖像坐標系中每個像素坐標所對應的RGB值；

RGB值獲取單元，還用于通過所述第三轉(zhuǎn)換關系，查找所述光平面坐標系上的每個坐標點所對應的線陣相機圖像坐標；

RGB值映射單元，用于將每個所述RGB值映射到所述光平面坐標系上，使每個所述像素坐標的RGB值還原到所述結構光3D視覺系統(tǒng)中。

14.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：畸變校正單元，

所述畸變校正單元，用于建立所述線陣相機的畸變模型；根據(jù)所述畸變模型，以及交比不變的規(guī)律，代入所述線陣相機拍攝的鋸齒靶標上的特征點，計算畸變系數(shù)；根據(jù)所述畸變系數(shù)對所述線陣相機拍攝的圖像進行畸變校正。