基于視覺的三維輪廓檢測方法研究.pdf

1、在高速在線檢查、質(zhì)量控制、機器/機器人視覺、實物仿型、自動加工等領域中，物體三維信息測量的應用日益重要。由于具有高分辨率、無破壞、數(shù)據(jù)獲取速度快、精度較高、設備費用相對較低等優(yōu)點，非接觸的光學測量方法被公認為最有前途的三維測量方法。目前，三維測量的方法很多。激光三角測量方法由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，測量速度快，且具有實時處理能力，被廣泛采用。
　　本文研究的是基于線掃描的圖像預處理系統(tǒng)，系統(tǒng)的核心處理器采用FPGA(FieldProgra

2、mmableGateArray)。論文的基本思想是采用激光光源照射被測物體，物體表面產(chǎn)生漫反射光斑，利用三角測量原理，光斑在CCD表面成像。線陣圖像數(shù)據(jù)被送給FPGA，在FPGA中利用不同的方法完成光斑中心位置的提取。在實際掃描過程中，由于環(huán)境、光源照度，以及被測量物體本身等的因素，采集到的光斑圖像并不十分規(guī)則和理想，針對這種情況，本文比較了幾種光斑中心提取方法的優(yōu)缺點，如極值法、重心法，并提出了自適應閾值法的光斑中心提取方法。

3、　　本文設計并完成了基于FPGA的線陣圖像預處理硬件系統(tǒng)和軟件算法設計。系統(tǒng)硬件設計分為5部分：分別是CCD數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)化部分、FPGA數(shù)字信號處理部分，電源管理部分和外接接口部分。根據(jù)實時性的要求，選用EP2C20芯片作為核心處理器實現(xiàn)數(shù)字信號處理。考慮到USB接口的便攜性和傳輸數(shù)據(jù)的高速性，選用USB串行通訊總線作為外設通信接口。軟件算法方面，完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)處理程序的設計和PC機上的圖形顯示程序設計。FPGA數(shù)