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足部三维测量系统中CCD传感器的全局标定

Global calibration of CCDcameras in measurement system for 3-D foot shapes

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摘要

介绍了足部三维形貌测量系统的原理以及利用测量系统已有的一维运动机构和专用标定组件对测量系统所有CCD进行全局标定的实用方法.建立了基于光平面坐标系、标定坐标系、一维运动机构坐标系和CCD图像坐标系的测量系统模型;在测量系统一维运动机构的控制下,光平面分别对标定组件中两个斜面进行扫描,求取两个斜面上扫描线在光平面坐标系中的交点坐标,并根据光平面坐标系中交点坐标和CCD图像坐标系中交点坐标的对应关系,采用坐标映射方法建立光平面与CCD图像坐标系之间的坐标转换关系;确定了基于坐标系之间转换参数的优化目标函数,并根据标定块的标称值和实际测量结果,利用POWEL直接优化方法对坐标系之间的转换参数进行了优化.测量结果表明,单个CCD重复测量误差<0.0625%;4个CCD测量值相对误差<0.365%.实验结果表明,所述全局标定方法减小了一维运动机构、光平面和足支撑玻璃平板之间安装调节误差以及CCD等器件非线性带来的影响,且简便、实用、不需要其它精密标定仪器,可以对测量系统进行现场标定.

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补充资料

中图分类号:TN386.5;TP212.12

所属栏目:信息科学

基金项目:科技部中德科技合作重点项目(No.2003DFB00028)

收稿日期:2007-01-24

修改稿日期:2007-03-21

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

刘国忠:清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084
王伯雄:清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084
史辉:清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084
罗秀芝:清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084
张明照:清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084
王瑞:清华大学精密仪器与机械学系,北京,100084

备注:刘国忠(1966-),男,清华大学精密仪器与机械学系博士研究生,北京机械工业学院副教授,主要从事测控技术与仪器、医疗仪器、信号与图像处理等方面的研究.E-mail:liugz03@mails.tsinghua.edu.cn作者简介:王伯雄(1947-),男,清华大学精密仪器与机械学系教授,博士生导师,主要从事精密仪器与测试技术、MEMS技术、光学测量技术、生物医学技术等方面的研究.E-mail:wangbx@mail.tsinghua.edu.cn

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