基于線結(jié)構(gòu)光的鉸鏈幾何參數(shù)高精度測(cè)量系統(tǒng).pdf

1、通過結(jié)構(gòu)光實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量的機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。本文設(shè)計(jì)的高精度測(cè)量系統(tǒng)旨在獲得某型號(hào)冰箱鉸鏈上多種特征的形狀大小、位置關(guān)系以及角度關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)室原有技術(shù)積累的基礎(chǔ)上做了如下工作:
　　系統(tǒng)通過沿固定方向掃描方式獲取待測(cè)工件的三維形貌信息，在掃描過程中通過自主設(shè)計(jì)的基于旋轉(zhuǎn)編碼器的閉環(huán)反饋觸發(fā)電路實(shí)現(xiàn)相機(jī)觸發(fā)拍照。該觸發(fā)系統(tǒng)打破了被測(cè)物、相機(jī)必須在固定位置獲取掃描絕對(duì)距離這一限制，在掃描過程中被測(cè)物持續(xù)運(yùn)動(dòng)直至掃描結(jié)束，

2、提高了掃描速率并降低了抖動(dòng)。經(jīng)過攝像機(jī)標(biāo)定后，可求得線結(jié)構(gòu)光條上的點(diǎn)在攝像機(jī)歸一化坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，結(jié)合線結(jié)構(gòu)光平面方程可得到其在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，光平面方程是完成上述轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。此前采用交比不變法，本文通過將標(biāo)定板平面、光平面、成像投影平面之間的位置關(guān)系完成光平面標(biāo)定，增加了參與平面擬合的數(shù)據(jù)量，經(jīng)驗(yàn)證該算法具有更高的精度和魯棒性。將掃描過程各個(gè)坐標(biāo)系融合到統(tǒng)一坐標(biāo)系下需求得各局部坐標(biāo)系的平移向量，平移向量是掃描步進(jìn)距離和方向余弦的

3、數(shù)乘。此前采用虛擬雙目立體視覺標(biāo)定法獲取方向余弦，本系統(tǒng)通過連接多個(gè)標(biāo)定位置的內(nèi)角點(diǎn)形成多條與掃描方向平行的直線，據(jù)此求出掃描方向余弦，從而提高了標(biāo)定精度。在獲取待測(cè)工件整體三維形貌點(diǎn)云后，利用開源三維點(diǎn)云處理庫(kù)PCL(point cloud library)得到所需的特征點(diǎn)云（圓柱、平面、圓），通過軸線向量、表面法向量計(jì)算各角度關(guān)系、位置關(guān)系等。
　　最終測(cè)量結(jié)果表明，閉環(huán)反饋觸發(fā)系統(tǒng)能夠在預(yù)期位置完成觸發(fā)，光平面標(biāo)定和方向余弦