結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)標(biāo)定及亞像素檢測方法研究.pdf

1、基于結(jié)構(gòu)光照明的三維傳感技術(shù)具有檢測速度快、分辨率高、非接觸等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于計算機視覺、工件質(zhì)量檢測等方面。隨著計算機技術(shù)，以及圖像處理等技術(shù)的發(fā)展，光學(xué)非接觸測量技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，尤其是基于結(jié)構(gòu)光照明的三維成像系統(tǒng)得到了很大發(fā)展，被認為是最有發(fā)展前途的三維輪廓測量方法。目前，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機器人視覺、自動加工等領(lǐng)域，在復(fù)雜物體面形檢測中有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文主要工作分為三步，第一步是深入研究了結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)的

2、工作原理。用計算機模擬結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)，為實際測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)校正提供了新的途徑：第二步根據(jù)投影是攝像的逆過程，將投影儀看成反向工作的攝像機進行處理。利用2D平面靶標(biāo)對攝像機和投影儀進行標(biāo)定。該方法采用一塊平面靶標(biāo)，在測量體積內(nèi)比較隨意的擺放，實現(xiàn)了測量系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定。從而降低了靶標(biāo)制作難度，靶標(biāo)便于攜帶，可以實現(xiàn)現(xiàn)場標(biāo)定；第三步分析了光學(xué)系統(tǒng)的成像特性，提出一種適用于時空二值編碼結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)的投影儀坐標(biāo)亞像素檢

3、測方法，有效提高了系統(tǒng)的測量精度。 本文主要結(jié)果及創(chuàng)新點有：(1)提出采用平面靶標(biāo)及虛擬標(biāo)準(zhǔn)平面的結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)標(biāo)定方法，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的現(xiàn)場標(biāo)定。(2)提出一種采用時間正弦擬合的時空二值編碼結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)投影儀坐標(biāo)亞像素檢測方法。(3)根據(jù)測量系統(tǒng)模型，提出了一種高精度的結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)仿真方法。(4)利用攝像機模型，推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)光照明三維成像系統(tǒng)的投影儀坐標(biāo)一高度映射關(guān)系，得到了采用多項式表示的投影儀坐標(biāo)一