通常，双目结构光扫描仪采用两台型号完全相同的相机，并且呈对称布置，投影仪放置在中间，假设它们处在同一水平线，如下图所示：

图1 双目测距模型

其中：

• 成像面尺寸：、成像焦距：
• 传感器坐标系：成像面中心  为原点，连接线方向为  轴，连线的中垂线为  轴
• 相机坐标系：以  各自为原点，建立坐标系，两个坐标系之间的距离为
• 两个CCD光轴共面，且位于  平面内，两光轴的夹角均为
• 物体待测点：，在两台相机上的成像点分别为：
•  在各自相机坐标系下坐标为： 和

坐标轴变换

坐标轴发生旋转：

其中： 为变换后的坐标。

假如把坐标系换成各自的相机坐标系，则物点  在  的成像，先发生平移：

再发生旋转：

定义：

于是：

推导过程：

同样，对于CCD2：

可以得到：

于是物点  在  1、2上的坐标分别为：

从相机视角：

图2 单目模型

显然有以下三角关系：

将上面的公式联立，可得：

其中： 都是可以由CCD相机获得，而 、、 都可以由标定获得。最终，三维坐标 可以由上述公式计算获得。

最好的情况，两台CCD相机和投影仪的靶面都最大限度地利用。其有效视场可以简化为以下模型：

图3 有效视场分析

如图3.2所示， 为CCD相机的视场角，在双CCD相机传感器的有效视场内做内切圆，显然内切圆的半径可以用来衡量视场的大小，其中：

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