移動視覺檢測系統(tǒng)的建模與標(biāo)定方法研究.pdf

1、本文針對回轉(zhuǎn)體的外輪廓檢測設(shè)計了單目視覺檢測系統(tǒng)。為實現(xiàn)大尺寸幾何特征的檢測,引入了運(yùn)動控制機(jī)構(gòu),以帶動圖像采集系統(tǒng)完成對其多次成像。針對本文系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu),建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析了模型誤差。為實現(xiàn)大尺寸的精密測量,本文提出的方法為:先標(biāo)定攝像機(jī)的非線性參數(shù),再通過畸變圖像還原出理想圖像,最后由理想圖像得到待測幾何特征尺寸。
　　按照系統(tǒng)的開發(fā)流程,本文依次介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)學(xué)模型的建立和參數(shù)標(biāo)定三個部分,各部分研究工作

2、如下:
　　1)根據(jù)對回轉(zhuǎn)體的結(jié)構(gòu)特征、檢測精度等要素的分析,將視覺檢測系統(tǒng)分為圖像采集系統(tǒng)和運(yùn)動控制系統(tǒng)兩部分。在圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計中,選擇了背向光照明方式、物方遠(yuǎn)心鏡頭和高分辨率攝像機(jī)來搭建圖像采集系統(tǒng);運(yùn)動控制系統(tǒng)輔助完成大尺寸幾何特征的圖像采集。實驗表明,該系統(tǒng)能在運(yùn)動控制系統(tǒng)的精確帶動下完成對回轉(zhuǎn)體外輪廓各個位置的清晰成像。
　　2)在介紹攝像機(jī)的線性模型和非線性模型的基礎(chǔ)上,提出了本文系統(tǒng)的攝像機(jī)模型,并分析了弱

3、透視模型帶來的成像誤差,計算表明,本系統(tǒng)的成像誤差小于0.0055mm,能夠達(dá)到檢測精度要求。
　　3)為實現(xiàn)大尺寸幾何特征的精確測量,將系統(tǒng)的標(biāo)定過程分為了三個過程。首先通過相同靶標(biāo)點在兩幅圖像間的位置關(guān)系求解非線性參數(shù);然后由非線性參數(shù)和原始圖像還原出理想圖像;最后再由靶標(biāo)的空間坐標(biāo)和其在理想圖像中的坐標(biāo)關(guān)系求解攝像機(jī)的線性參數(shù)。模擬實驗表明,在靶標(biāo)點數(shù)為25,噪聲水平為0.2像素時,畸變中心的平均誤差為(0.2243,0.1