双目结构光系统仿真建模和误差灵敏度分析

摘要

结构光系统目前在三维测量、逆向工程等领域应用日益广泛,然而关于结构光系统性能评测方法的研究成果仍然很少,仅有少数国际标准给出了3D扫描系统的性能评测方法.本文首先建立了双目结构光系统的仿真模型,其中包括了相机镜头畸变模型和针孔成像模型,实现投影仪投射数字正弦条纹的仿真和被扫描的靶球特征量仿真计算,采用的三维重建方法为光学三角法.然后基于仿真模型,对其基线距离相关的误差灵敏度进行了仿真,发现靶球中心位置和靶球球心距对基线距离误差具有较高的灵敏度,可以作为测试方法的输出.最后,如果只考虑基线距离误差,标准测试方法中的校准球棒的位置应在测量范围内的相对距离尽可能大,为标准性能评测方法提供了改进建议.