【摘要】：針對圓柱表面重建問題,采用單面陣相機和線結(jié)構(gòu)光構(gòu)成視覺系統(tǒng)。該視覺系統(tǒng)采用虛擬像平面相機模型,通過構(gòu)建虛擬像平面上的虛擬投影圖像去除畸變的影響,通過虛擬像點和相機光心確定投影射線。提出該模型下相機光心的定位方法;利用兩個平行平面上的結(jié)構(gòu)光條的虛擬圖像實現(xiàn)結(jié)構(gòu)光的標定。利用線結(jié)構(gòu)光在圓柱表面的光條為空間中一條橢圓弧的特性,首先計算出光條點在結(jié)構(gòu)光平面上的坐標,由此提取出橢圓特征;再利用橢圓的短軸長為圓柱直徑的特性獲得圓柱的空間方程,實現(xiàn)圓柱定位;最后利用光心和虛擬像點在標定平面的投影點確定投影射線,計算出虛擬像點在圓柱面上的投影點坐標,構(gòu)成柱面點云,并恢復出圓柱表面圖像。實際實驗中該視覺系統(tǒng)的測量精度達到雙目視覺系統(tǒng)的水平,說明了虛擬像平面方法的有效性。
[Abstract]:In order to solve the problem of cylindrical surface reconstruction, the vision system is composed of single-plane array camera and linear structured light. The visual system adopts the virtual image plane camera model, removes the influence of distortion by constructing the virtual projection image on the virtual image plane, and determines the projection ray through the virtual image point and the camera center of light. The positioning method of camera center of light under this model is proposed, and the calibration of structured light is realized by using the virtual image of structured light strip on two parallel planes. According to the characteristic that the strip of structured light on the cylindrical surface is an elliptical arc in space, the coordinates of the point of light strip on the plane of structured light are calculated firstly, from which the ellipse features are extracted. Then the spatial equation of the cylinder is obtained by using the characteristic that the short axis length of the ellipse is the diameter of the cylinder, and the positioning of the cylinder is realized. Finally, the projection ray is determined by the projection point of the light center and the virtual image point in the calibration plane, the coordinates of the projection point of the virtual image point on the cylinder surface are calculated, the cylindrical point cloud is formed, and the image of the cylinder surface is restored. In the actual experiment, the measurement accuracy of the visual system reaches the level of binocular vision system, which shows the effectiveness of the virtual image plane method.
【作者單位】： 沈陽理工大學信息科學與工程學院;歐道明大學電氣與計算機工程系;
【基金】：遼寧省自然科學基金(20170540792) 沈陽理工大學計算機應用重點學科開放基金(4771004kfx10)項目資助
【分類號】：TP391.41

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