結構光三維視覺檢測關鍵技術研究.pdf

1、外形及尺度測量是人類認識和改造世界的基本手段之一，是現代化生產質量控制的主要技術。結構光三維視覺檢測以其高精度、光條圖像信息易于提取、實時性強等特點，近年來在工業(yè)環(huán)境中倍受矚目，在三維自動檢測和物體識別等領域內具有不可替代的作用。 本文結合船體分段測量系統(tǒng)的開發(fā)實踐，對項目所涉及到的結構光三維視覺檢測系統(tǒng)中的系統(tǒng)建模、參數標定、激光條紋提取和深度圖像邊緣檢測等關鍵問題進行了深入研究。 基于線結構光測量基本原理，出現了許多

2、不同的系統(tǒng)模型及建模方法。本文除了根據三角原理建立系統(tǒng)的模型外，還提出了一種直接映射模型。建立了系統(tǒng)的模型及結構，就需要對系統(tǒng)進行標定。結構光三維視覺測量系統(tǒng)的標定包括兩個部分，即攝像機標定和系統(tǒng)結構參數標定。在總結現有視覺系統(tǒng)標定方法的基礎上，提出了一種基于直接映射模型的插值標定方法。該標定方法不必對攝像機的內外參數和系統(tǒng)結構參數進行標定，降低了系統(tǒng)模型的復雜度，減小了對各種參數的敏感度，易于實現在應用現場經常性的標定，使用過程簡捷且

3、可靠性高。 激光條紋提取是線結構光檢測系統(tǒng)獲取物體信息的主要過程。本文總結了一般的條紋中心提取算法過程，對現有的方法進行了綜述，提出了自適應窗曲線擬合法計算激光條紋中心坐標。該法對條紋的寬度有很強的自適應特征，因此具有很強的魯棒性。同時為了增強激光條紋的完整性，提出了拋物線擬合曲率延伸法對激光條紋進行斷線修補。 由于經過三維數據采集后得到的數據量很大，物體表面的性質也是隱含的，而通過對物體邊緣的提取、分析與處理，可以得到