仪器仪表学报

作者：陈晓辉，骆晓文，王生怀，王宸，钟毓宁

单位：陈晓辉,1.湖北汽车工业学院汽车智能制造学院十堰442002； 2.电池关键材料绿色智能制造技术湖北省 重点实验室十堰442002,,骆晓文,湖北汽车工业学院汽车智能制造学院十堰442002,,王生怀,湖北汽车工业学院汽车智能制造学院十堰442002,,王宸,1.湖北汽车工业学院汽车智能制造学院十堰442002； 2.电池关键材料绿色智能制造技术湖北省 重点实验室十堰442002,,钟毓宁,1.湖北汽车工业学院汽车智能制造学院十堰442002；3.湖北开放大学武汉430074,ld_zhong@sina.com,

关键词：多模态;光切片;柔性映射;光平面标定;三维重建

基金：国家自然科学基金面上项目（52475557）、湖北汽车工业学院博士科研启动基金项目(BK202328)资助

针对现有光切片三维重建系统中光平面标定步骤繁琐、标定精度低等问题，提出了一种基于区域多模态柔性映射的光切片平面标定方法。该方法基于棋盘格图像内角点坐标作为光平面标定计算控制点，将标定过程中光平面方程求解问题转化成像素和世界坐标系中控制点之间的映射问题。基于此，构建区域多模态柔性映射模型，实现光平面上各区域中特征点在像素与世界坐标之间的柔性映射，解决了因畸变导致的标定精度损失的问题，同时考虑了非正交畸变与高阶非线性变形的影响。该方法仅需一次整体柔性映射，在完成畸变矫正的同时，实现光平面的高精度标定。该方法无需计算光条中心点，无需内外参数矩阵参与计算，从而避免了图像算法误差对标定结果的影响。实验结果表明，该方法操作简单，特征点较多，标定前后对应特征点之间的平均距离残差为0.01μm，与不同阶数映射模型进行对比，映射精度提升一个数量级；标定后的测量系统经过多组800次重复性测量，标准差在0.1μm左右，重复性测量精度在8μm以内，均方根误差为6.5μm；相较于传统的交比不变法，该方法的测量精度提升了83.26%。搭建了光切片三维重建平台，并确定该光切片重建系统的平面与深度适用范围，对深度范围测量精度进行了验证，满足光切片三维测量的稳定可靠、精度高等要求。

来源：2026年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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