基于線結構光的復合式視覺測量技術的研究.pdf

1、本文結合山東省博士基金項目《基于線結構光的復合式視覺測量技術的研究》(2004BS05002)，針對線結構光只適合測量物體的自由型面，而對物體關鍵特征如圓孔、槽、臺階等邊緣線難以精確測量的實際情形，結合雙目立體視覺測量，設計了由三維運動機構、線結構光傳感器、雙攝像機等構成的復合式視覺測量系統(tǒng)來實現(xiàn)逆向工程中對復雜曲面物體的完整測量。本文以復雜曲面物體完整視覺測量為研究對象，針對攝像機和線結構光視覺傳感器的標定、圖像特征邊緣提取、雙目立體

2、視覺匹配等關鍵性問題，從理論上和實踐上進行了深入研究和探討。本文的研究內容主要有以下幾個方面： 1.針對標定的需要，利用自制的單齒靶標，通過調節(jié)激光平面與三維運動機構坐標系上的YZ平面平行得到同一組標定點來完成對攝像機和線結構光的標定工作。使傳統(tǒng)的攝像機標定和線結構光標定統(tǒng)一了起來，極大地簡化了系統(tǒng)的標定過程，同時便于線結構光測量和雙目立體視覺測量的三維數(shù)據(jù)融合。 綜合分析了攝像機現(xiàn)有標定方法，結合攝像機透視成像模型和線

3、結構光數(shù)學模型，采用了基于徑向排列約束(RAC)的方法來求解攝像機和線結構光傳感器的內、外參數(shù)。 2．基于本課題的實際匹配的需要，采用Hessian矩陣法進行圖像亞像素特征提取，通過試驗，設計了最佳的高斯參數(shù)和閾值，保證了亞像素特征提取的精度，符合系統(tǒng)雙目立體視覺測量精度的要求。 3.針對雙目立體視覺匹配難，誤匹配率高的問題，在特征匹配、外極線斜率匹配的基礎上加入了區(qū)域匹配的最大相關度約束條件，即減少了誤匹配的概率，又提