基于機(jī)器視覺(jué)的線結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、非接觸、效率高等優(yōu)點(diǎn),在形狀測(cè)量、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、物體識(shí)別等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。其測(cè)量高亮表面或帶有復(fù)雜幾何紋理表面時(shí),存在噪聲大、測(cè)量精度難以保證等問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題,對(duì)傳感器曝光時(shí)間進(jìn)行了自適應(yīng)控制研究,以達(dá)到獲取高質(zhì)量光條圖像的目的,進(jìn)而提升了對(duì)具有不同表面特性工件的測(cè)量精度。本文對(duì)線結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)中的傳感器參數(shù)自適應(yīng)控制方法進(jìn)行了研究,主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)包括:1)根據(jù)激光三角原理,搭建了線結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由控制子系統(tǒng)、視覺(jué)測(cè)量子系統(tǒng)、工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)子系統(tǒng)等組成。對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行了選型,并且在Visual Studio 2010平臺(tái)上進(jìn)行了系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā);2)實(shí)現(xiàn)了基于參考靶標(biāo)的線結(jié)構(gòu)光傳感器標(biāo)定,給出激光平面方程的計(jì)算方法,建立了運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系,計(jì)算了相機(jī)坐標(biāo)系到運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了像素坐標(biāo)系到運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換;3)提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)光光條中心提取方法,給出了使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)光條中心提取的基本原理,訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)所需的理想中心點(diǎn)的求取方法,以及網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的調(diào)整算法,并對(duì)影響中心提取的因素進(jìn)行了分析。所提... 

【文章來(lái)源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)

41.2.2傳感器參數(shù)自適應(yīng)控制的研究現(xiàn)狀吉林大學(xué)的王紅睿等[39]提出了一種數(shù)字?jǐn)z像機(jī)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整的算法，其視覺(jué)系統(tǒng)如圖1-2所示。根據(jù)外界環(huán)境的光照條件，在線估計(jì)攝像機(jī)參數(shù)并調(diào)整數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換級(jí)數(shù)、增益、黑電平、曝光時(shí)間等。此參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整可以抓取到質(zhì)量穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)圖像，在很大程度上削弱了因光照變化對(duì)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的影響，提高了后續(xù)位置的提取精度，并對(duì)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光照魯棒性產(chǎn)生積極的影響。圖1-2機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)韓國(guó)慶北國(guó)立大學(xué)的JoongkiJeong等[40]提出了一種基于空間光調(diào)制器的自適應(yīng)成像系統(tǒng)，原理如圖1-3所示，將相位分析系統(tǒng)與自適應(yīng)空間光調(diào)制器相結(jié)合用于測(cè)量具有先進(jìn)動(dòng)態(tài)范圍的三維物體形狀。在CCD攝像機(jī)前使用空間光調(diào)制器可以防止圖像傳感器飽和，像素的透過(guò)率通過(guò)監(jiān)控輸入圖像并在時(shí)間和空間上提供調(diào)制器反饋信號(hào)來(lái)控制。在使用此系統(tǒng)時(shí)，由于投影光條可以在CCD上有效成像而不需要任何像素飽和度，因此可以從非飽和圖像中正確提取出物體形狀的相位信息。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有更高的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍。圖1-3自適應(yīng)成像系統(tǒng)天津大學(xué)的宋佳等[41]所用激光光源以程控電源為基礎(chǔ)，運(yùn)用如圖1-4所示的錫膏激光掃描三維測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)光條中心提取效果與激光光強(qiáng)的關(guān)系，應(yīng)用小波分解與頻帶能量比結(jié)合的光強(qiáng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)光強(qiáng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，具有很好的適用性。

41.2.2傳感器參數(shù)自適應(yīng)控制的研究現(xiàn)狀吉林大學(xué)的王紅睿等[39]提出了一種數(shù)字?jǐn)z像機(jī)參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整的算法，其視覺(jué)系統(tǒng)如圖1-2所示。根據(jù)外界環(huán)境的光照條件，在線估計(jì)攝像機(jī)參數(shù)并調(diào)整數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換級(jí)數(shù)、增益、黑電平、曝光時(shí)間等。此參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整可以抓取到質(zhì)量穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)圖像，在很大程度上削弱了因光照變化對(duì)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的影響，提高了后續(xù)位置的提取精度，并對(duì)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的光照魯棒性產(chǎn)生積極的影響。圖1-2機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)韓國(guó)慶北國(guó)立大學(xué)的JoongkiJeong等[40]提出了一種基于空間光調(diào)制器的自適應(yīng)成像系統(tǒng)，原理如圖1-3所示，將相位分析系統(tǒng)與自適應(yīng)空間光調(diào)制器相結(jié)合用于測(cè)量具有先進(jìn)動(dòng)態(tài)范圍的三維物體形狀。在CCD攝像機(jī)前使用空間光調(diào)制器可以防止圖像傳感器飽和，像素的透過(guò)率通過(guò)監(jiān)控輸入圖像并在時(shí)間和空間上提供調(diào)制器反饋信號(hào)來(lái)控制。在使用此系統(tǒng)時(shí)，由于投影光條可以在CCD上有效成像而不需要任何像素飽和度，因此可以從非飽和圖像中正確提取出物體形狀的相位信息。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有更高的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍。圖1-3自適應(yīng)成像系統(tǒng)天津大學(xué)的宋佳等[41]所用激光光源以程控電源為基礎(chǔ)，運(yùn)用如圖1-4所示的錫膏激光掃描三維測(cè)量系統(tǒng)，根據(jù)光條中心提取效果與激光光強(qiáng)的關(guān)系，應(yīng)用小波分解與頻帶能量比結(jié)合的光強(qiáng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)光強(qiáng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，具有很好的適用性。


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