面結(jié)構(gòu)光亞像素檢測及感知標(biāo)定方法研究.pdf

1、基于計算機(jī)視覺的三維檢測技術(shù)近年來得到了快速發(fā)展，并逐漸應(yīng)用于移動機(jī)器人導(dǎo)航、目標(biāo)識別、工業(yè)自動化及物體跟蹤等領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)光視覺技術(shù)是雙目計算機(jī)視覺的一個分支，該技術(shù)采用一臺投射器代替雙目立體視覺的一臺攝像機(jī)，由于其投射的結(jié)構(gòu)光具有編碼唯一性的特點，從而解決了雙目視覺中像素匹配的難題，因而是一種簡捷、高效的三維視覺檢測方法。
　　 本項目組提出了基于符號M陣列的二值結(jié)構(gòu)光的三維檢測方法，以實現(xiàn)二值光源投射下動態(tài)目標(biāo)的檢測與重建。檢

2、測的首要問題是精度，為了保證很高的檢測精度，結(jié)構(gòu)光圖像檢測點的精確提取以及高精度的系統(tǒng)標(biāo)定是研究的關(guān)鍵。
　　 在總結(jié)前期研究成果的基礎(chǔ)上，本文針對結(jié)構(gòu)光圖像檢測點提取、系統(tǒng)標(biāo)定和三維坐標(biāo)獲取三個關(guān)鍵技術(shù)部分展開研究，其主要成果如下：
　　 (1)亞像素定位方法的研究。總結(jié)了前期工作中基于骨架的交叉點提取算法的不足，研究并介紹了三種亞像素定位方法，且通過實驗驗證了各算法的優(yōu)缺點。本文詳細(xì)介紹了條紋中心線的提取步驟，同時為

3、了增強(qiáng)光條中心線的完整性，提出了曲率延伸法對光條中心線進(jìn)行斷線修補(bǔ)，最后利用曲線相交法提取結(jié)構(gòu)光圖像檢測點。實驗結(jié)果表明本系統(tǒng)算法提取精度比原算法提取精度要高。
　　 (2)系統(tǒng)標(biāo)定方法的研究。在總結(jié)目前已有的視覺系統(tǒng)標(biāo)定方法以及前期工作中快速二步標(biāo)定方法不足的基礎(chǔ)上，提出了基于感知的二步插值標(biāo)定方法?；诟兄亩讲逯禈?biāo)定方法讓計算機(jī)具備感知偏移的能力，并且在標(biāo)定過程中不必對攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，減少了對各種

4、參數(shù)的敏感性，過程簡捷且可靠性高。
　　 (3)三維坐標(biāo)獲取的研究。在已完成系統(tǒng)標(biāo)定和左右圖像檢測點匹配的基礎(chǔ)上，通過建立光源側(cè)與CCD側(cè)光路方程，利用三角法計算結(jié)構(gòu)光圖像檢測點的三維坐標(biāo)，并對誤差對象三維坐標(biāo)獲取算法進(jìn)行改進(jìn)。重建實驗表明改進(jìn)后的重建結(jié)果比改進(jìn)前得到了改善。
　　 本文針對計算機(jī)視覺系統(tǒng)中的各項關(guān)鍵技術(shù)，包括圖像獲取、檢測點提取、系統(tǒng)標(biāo)定、三維坐標(biāo)計算等進(jìn)行了方法研究和軟件開發(fā)，并通過實驗驗證了所采用方