基于拉丝法的线结构光视觉测量系统标定

 利用线结构光视觉非接触测量技术的大量程、大视场、高精度、光纹信息提取简单等优点进行非接触测量大型机器及轨道等。分析了线结构光视觉测量传感器数学模型,利用构建的位于光平面上的标定特征点,提出了一种基于拉丝法的线结构光视觉测量标定方法,即先标定传感器相机的内外参数,再利用激光线与铁丝相交形成的点作为特征点标定光平面在相机坐标系下的方程。该方法降低了标定设备的成本,过程简单。标定结果表明：该方法标定满足测量要求。     

激光线结构光数控测量系统的标定

介绍了激光线结构光数控测量系统地标定方法,该方法利用数控机床本身的坐标精度,利用三角测量原理直接在数控机床上标定出光片角,同时采用最小二乘法拟合出摄像机结构参数,通过激光中心检索表的方法,修正由于参数标定所带来的误差,并采用神经网络拟合修正系数曲线,提高插值精度。     

一种新的高精度的线结构光传感器标定方法

提出了一种新的高精度的线结构光传感器标定方法。这种方法仅需一个简单标定靶和一个一维工作台,且不用另外的仪器来测量光平面上点的光标,即可实现对线结构光传感器参数的高精度、快速的标定。该方法可对可见光和不可见光的场合均适用。     

RANSAC算法在线结构光视觉测量系统中的应用研究

针对线结构光视觉测量系统中参数标定易受噪声和亮度突变等因素的影响,而传统算法难以拟合包含异常值点云的问题,在现有标定方法的基础上,提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)的改进算法拟合光平面参数。随机选取三个点云数据拟合光平面,选择阈值并统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特征值法进行平面拟合得到所求平面方程。实验结果表明,与最小二乘法相比,该方法可以很好地适应标定过程中出现的误差和异常值的情况,稳健地估计平面参数值,从而进一步提高线结构光参数标定精度。     

激光线结构光数控测量系统的标定

介绍了激光线结构光数控测量系统的标定方法 ,该方法利用数控机床本身的坐标精度 ,利用三角测量原理直接在数控机床上标定出光片角 ,同时采用最小二乘法拟合出摄像机结构参数 ,通过建立激光中心检索表的方法 ,修正由于参数标定所带来的误差 ,并采用神经网络拟合修正系数曲线 ,提高插值精度 .     

圆结构光传感器标定方法

研究用于管件内表面三维测量的圆结构光传感器标定方法. 圆结构光传感器由激光发生器、反射锥镜和CCD相机组成,激光器发射的光经锥镜反射后与被测表面相交,通过分析传感器的成像几何关系,提出了一种快速的、采用多个圆环的标定方法,通过标定确定光曲面的关键参数. 采用标定后的圆结构光传感器对已知直径的圆环进行测量,直径测量误差为±0.2mm. 该标定方法实现简单,满足现场标定的要求,同时能够保证一定的精度.     

基于极线校正的相移结构光三维测量

被动式方法对表面无明显特征的物体难以获取稠密的三维重建点,无法进行精确而快速的测量.针对这一问题,采用双目立体视觉测量系统,结合主动式方法的相位移动结构光法对每个图像像素点进行处理,获取三维物体表面稠密的数据,实现真正的全场测量.双目系统经过极线校正,对应点的极线处在同一水平线上,匹配时不用逐点计算每个像素点的极线,大大减少匹配时间.实验结果表明此方法能快速获得复杂表面物体的稠密测量.     

结构光中心提取中的条纹灰度退化调整

针对结构光三维测量系统中由于被测物表面反射率不均匀和曲率变化较大引起的条纹灰度退化现象,从而导致条纹中心提取精度下降的问题,提出了一种灰度调整方法。首先通过投影单色灰度图像到被测物体上,计算出摄像机采集图像中各个像素点相对于物体表面的调制信息,然后逐点将其代入条纹图像中进行灰度运算,以消除灰度退化项,实现条纹的灰度调整。分别对黑白相间的平板和人脸石膏模型进行实验,结果表明:经灰度调整后,各条纹在横截面上基本满足高斯分布,且条纹灰度分布均匀,从而有效修正了因反射率突变引起的重心偏移;同时解决了复杂物体图像中因亮度不均匀引起的条纹中心局部断线问题,从而保证了测量数据的完整性。上述结果验证了该方法的有效性和可靠性。     

线结构光视觉测量中的边缘效应及其补偿

研究了线结构激光测头测量中小尺寸零件的光带边缘效应问题。分析表明，当光带宽度大于一个像素时，在被测零件的边缘部位就会产生测量误差，即边缘效应误差。通过研究边缘效应误差的成因和特点，提出了采用分段平滑对光带边缘效应进行拟合修正的方法。该方法通过分段、曲线段类型判别和拟合修正三个步骤对光带中心进行处理，以补偿边缘效应引起的误差。对实测数据的处理结果表明，该方法是有效的。     

一种改进的光条中心提取方法

在采用线结构光投影的三维物体测量中,激光条纹中心检测是影响测量精度及系统分辨率的一个重要因素．提出了一种激光条纹中心检测方法,这种方法通过对极值法获得的中心点的拟合,计算出光条各处的法线方向,并在法线截面上用遗传算法进一步优化出灰度的极大值点．实验结果表明在合理选择遗传算法的交叉率和变异率的情况下,该方法可以有效地获取光条纹中心,满足系统精度要求．     

基于线结构光点云三维重建的弯管形工件测量方法

弯管形工件在化工、冶金生产中应用广泛,对其截面参数要求精确度极高,但该类工件由于内外形状不规则,人工测量效率低、细节捕捉度差、出错率高,难以满足工业在线实时检测的要求,因此提出使用线结构光扫描获取弯管外形三维点云数据的方法对弯管截面进行实时测量.使用已标定好的线结构光三维测量平台扫描约以4.3 cm/s移动的弯管模型并...     

基于结构光的大锻件尺寸测量中光条纹中心线提取方法

大型锻件温度高,测量条件恶劣、误差较大,精确的尺寸测量可有效减少加工余量并提高材料的利用率.以高温锻件图像采集方法为基础,双目视觉结合结构光法可用于大型锻件尺寸在线测量.为消除干扰光线对在线测量锻件尺寸的影响,提出通过对单幅锻件结构光图像处理提取结构光条纹中心线的方法.该方法利用结构光条纹在截面上近似高斯分布的特点,首先根据设定阈值在行方向上搜索,并确定结构光条纹及干扰光线的起始位置;其后从起始位置开始沿光条纹在设定范围内搜索,并判断光条纹截面是否近似符合高斯分布以去除干扰光线;最后以结构光条纹起始位置为起点上下搜索,并计算结构光条纹的亚像素中心.实验结果表明:该方法具有计算简单、实现快速、稳定性好的特点,可用于大型锻件尺寸测量中结构光条纹中心线的提取.     

双相机结构光系统中两相机定标与映射计算

研究双相机结构光系统中两相机图像的对应关系，基于结构光系统平面约束DLT模型，分析了两相机成像的对应关系，推导了两相机图像映射计算公式，提出了双相机结构光系统中两相机的定标算法，实验结果表明此算法可以达到较高的精度，证明了分析的正确性。     

基于主动视觉的结构光手眼系统自标定方法

为实现结构光手眼系统的标定,提出一种基于主动视觉的结构光手眼系统自标定技术。该标定技术无需使用特制靶标,只需场景中三个特征点,通过控制机器人进行四次线性无关的平移运动和两次带旋转运动,即可实现结构光手眼系统的标定。四次非线性相关的平移运动标定摄像机内参数和手眼矩阵旋转部分,两次带旋转标定手眼矩阵的平移部分,两次带旋转运动中提取的两激光条,结合特征点所在平面信息,标定光平面方程。实验结果表明,三维数据测量精度可达到±1.32mm,平面特征点间的长度测量误差为±0.73 mm;该标定方法简单,特征选取容易,对结构光手眼系统的实际工业现场使用有重要意义。     

基于面结构光的飞机舱门间隙测量技术与应用

针对复杂试验环境下,战机舱门间隙非均匀变形动态测量难度大、精度要求高的问题,提出了基于面结构光的飞机舱门间隙测量方法,研究了条纹投影结构形面测量方法,包括在不需要空间相位展开过程或任何先验信息的情况下搜索包裹相位图中每个有效像素的立体对应和绝对条纹顺序,生成初始视差图和绝对相位图并进行了视差优化;建立了立体结构光模型,利用视差图和绝对相位图计算三维坐标。对得到的数据进行处理,包括建立被测件的物理坐标系,曲面截取以及对间隙位移量提取。设计了两种标准间隙,对本文方法的合理性和有效性进行了验证,可以对任意曲面和动态场景进行快速、准确的间隙和阶差的测量。将本方法应用于某飞机舱门间隙变形的测量中,获得了实际的变形位移量。     

结构光三维角度测量系统位姿参数优化研究

为提高结构光目标角度测量的精度,对结构光系统结构参数与角度测量精度的关系进行了研究。首先,从结构光测量原理出发,分析了影响角度测量精度的主要系统结构参数;其次,对结构参数影响角度测量精度的规律进行了仿真研究,提出了优化的结构参数取值范围;最后,通过实验证明:该优化参数可有效提高转角测量精度,为后续基于结构光的3D四轮定位仪的改进方案奠定设计基础。     

用于稀疏结构光视觉系统的传感器规划策略

本文提出一种采用稀疏结构光实现对物体识别定位的方法。采用这种方法的关键是提高传感器规划策略的效率，为此作者提出了评价传感器方位的最大期望假设递减率概念，按照这种概念选择传感器采集信息的方位，可以使完成物体识别定位过程所需的平均调动传感器次数降为最低。为了使在线识别定位过程中的计算量降低，计算最佳视点的工作可以放在离线建模与仿真阶段进行，从而使在线传感器规划通过查找表及相应变换实现。本文着重说明这种新概念及其实现方法，并显示初步实验结果。     

电磁波测高进行中平测量的探讨

通过理论分析和实测数据验证 ,在线路中平测量中 ,应用全站仪进行单向测高 ,其精度能满足相应规范的要求。因此在用全站仪放样中桩的同时可直接测定其地面高程 ,充分发挥全站仪的功能 ,提高工作效率