基于線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-20 10:30
隨著制造業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)接觸式測(cè)量方式逐漸不能滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)速度和精度的要求,視覺(jué)測(cè)量作為一項(xiàng)非接觸、實(shí)時(shí)性的三維測(cè)量手段得到了廣泛關(guān)注,基于三角測(cè)量原理的線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)更是由于其精度高、大量程等優(yōu)點(diǎn)成為了該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,其中如何精確的對(duì)線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定以及在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)光條進(jìn)行中心提取是該技術(shù)研究的重點(diǎn),對(duì)于提高系統(tǒng)的靈活性和測(cè)量的精確性有重要意義。本文以線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)為研究對(duì)象,針對(duì)系統(tǒng)中視覺(jué)傳感器的標(biāo)定和光條中心提取等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究,最后搭建了基于線結(jié)構(gòu)光的視覺(jué)測(cè)量平臺(tái),通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的高度測(cè)量和表面的三維重建對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量精度進(jìn)行了評(píng)定。本文的主要研究?jī)?nèi)容可列為如下幾點(diǎn):(1)研究了基于線結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)測(cè)量的基本原理和數(shù)學(xué)模型,搭建了基于線結(jié)構(gòu)光的三維視覺(jué)測(cè)量平臺(tái)。(2)針對(duì)視覺(jué)傳感器標(biāo)定問(wèn)題,研究了相機(jī)標(biāo)定技術(shù)和基于交比不變?cè)淼慕Y(jié)構(gòu)光光平面標(biāo)定方法。采用改進(jìn)的二維棋盤(pán)格靶標(biāo)對(duì)結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感器進(jìn)行了標(biāo)定,并對(duì)標(biāo)定的精度進(jìn)行了評(píng)定。(3)針對(duì)金屬表面上復(fù)雜的結(jié)構(gòu)光光條中心提取問(wèn)題,提出了一種適用的光條中心提取算法。首先結(jié)合光條圖像中光條的灰度和灰...
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)光視覺(jué)產(chǎn)品
第 1 章 緒 論三維測(cè)量方法,敘述了結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量技術(shù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述;最后簡(jiǎn)要說(shuō)明了本文的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排。第二章:闡述了視覺(jué)測(cè)量中的三角測(cè)量原理和線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量中涉及的數(shù)學(xué)理論。首先詳細(xì)介紹了三角測(cè)量中的垂直入射式和斜入射式兩種投射方式,并將兩種方式進(jìn)行了對(duì)比。而后對(duì)線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量中涉及的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系、相機(jī)成像模型和視覺(jué)測(cè)量線面模型進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析,為線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量提供了理論基礎(chǔ)。
首先對(duì)三角法測(cè)量原理進(jìn)行了闡述,然后介紹了線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)標(biāo)系知識(shí)和攝像機(jī)成像數(shù)學(xué)模型,最后對(duì)系統(tǒng)采用的數(shù)學(xué)線面模。角法測(cè)量原理構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)主要由一臺(tái)計(jì)算機(jī)、工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、線組成,其基本工作原理如圖 2-1 所示。激光器投射出線結(jié)構(gòu)光于物測(cè)物體表面形成了基于物體形狀的獨(dú)特調(diào)制光條,物體的三維信光條上,工業(yè)相機(jī)采集被測(cè)物體攜帶的光條信息,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)理,得到激光條紋的中心圖像信息,當(dāng)攝像機(jī)與激光器的相對(duì)位據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,便可將圖像上激光條紋的二維點(diǎn)轉(zhuǎn)換到前面所述僅為一處光條求解出的三維信息,若想重建物體表面的三移動(dòng)平臺(tái),用線激光器掃過(guò)物體得到多幅物體表面不同位置處的后將每處光條所對(duì)應(yīng)的三維點(diǎn)云進(jìn)行拼接得到物體表面的三維輪
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]室內(nèi)環(huán)境下線結(jié)構(gòu)光光條提取方法[J]. 方夏章,李垚,方毅. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(10)
[2]三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)及其應(yīng)用[J]. 韋國(guó)平. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(24)
[3]“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略解讀:制造業(yè)轉(zhuǎn)型靠什么?[J]. 徐習(xí)明,王瑞,韓誼,詹穎,田軼. 智能制造. 2018(08)
[4]基于Tsai兩步法的視覺(jué)點(diǎn)膠系統(tǒng)相機(jī)標(biāo)定方法[J]. 馬喜平,李迪,姚俠楠,馬苑晉. 自動(dòng)化與儀表. 2018(05)
[5]基于線結(jié)構(gòu)光的桌面3D掃描技術(shù)[J]. 歐攀,王定中. 光學(xué)儀器. 2017(04)
[6]基于非剛體軌跡基的線性自標(biāo)定方法[J]. 彭亞麗,劉侍剛,裴炤,武杰,汪西莉. 電子學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]基于改進(jìn)灰度重心法的光帶中心提取算法[J]. 張小艷,王曉強(qiáng),白福忠,田朝平,梅秀莊. 激光與紅外. 2016(05)
[8]基于主成分分析的結(jié)構(gòu)光條紋中心提取方法[J]. 蔡懷宇,馮召東,黃戰(zhàn)華. 中國(guó)激光. 2015(03)
[9]基于新方向模板法的火炮內(nèi)腔三維重構(gòu)研究[J]. 劉文毅,龔曉峰. 計(jì)算機(jī)仿真. 2015(02)
[10]基于多尺度分析的激光光條中心點(diǎn)坐標(biāo)提取方法[J]. 李鳳嬌,李小菁,劉震. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
博士論文
[1]激光測(cè)量中光條關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王春艷.吉林大學(xué) 2014
[2]三維視覺(jué)檢測(cè)儀器化關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 薛婷.天津大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于雙目立體視覺(jué)的三維重建技術(shù)研究[D]. 黃學(xué)然.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]基于飛行時(shí)間的激光測(cè)距技術(shù)研究[D]. 支元祥.陜西師范大學(xué) 2018
[3]基于基礎(chǔ)矩陣的相機(jī)自標(biāo)定方法研究[D]. 李士杰.大連理工大學(xué) 2018
[4]基于線激光掃描的全角度三維成像系統(tǒng)[D]. 張汝婷.浙江大學(xué) 2015
[5]基于區(qū)域生長(zhǎng)和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的MRI圖像處理研究[D]. 陳筱.中南民族大學(xué) 2012
[6]激光三角法在物體三維輪廓測(cè)量中的應(yīng)用[D]. 湯強(qiáng)晉.東南大學(xué) 2006
本文編號(hào):3239026
【文章來(lái)源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)光視覺(jué)產(chǎn)品
第 1 章 緒 論三維測(cè)量方法,敘述了結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量技術(shù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述;最后簡(jiǎn)要說(shuō)明了本文的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排。第二章:闡述了視覺(jué)測(cè)量中的三角測(cè)量原理和線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量中涉及的數(shù)學(xué)理論。首先詳細(xì)介紹了三角測(cè)量中的垂直入射式和斜入射式兩種投射方式,并將兩種方式進(jìn)行了對(duì)比。而后對(duì)線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量中涉及的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系、相機(jī)成像模型和視覺(jué)測(cè)量線面模型進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析,為線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量提供了理論基礎(chǔ)。
首先對(duì)三角法測(cè)量原理進(jìn)行了闡述,然后介紹了線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)標(biāo)系知識(shí)和攝像機(jī)成像數(shù)學(xué)模型,最后對(duì)系統(tǒng)采用的數(shù)學(xué)線面模。角法測(cè)量原理構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)主要由一臺(tái)計(jì)算機(jī)、工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、線組成,其基本工作原理如圖 2-1 所示。激光器投射出線結(jié)構(gòu)光于物測(cè)物體表面形成了基于物體形狀的獨(dú)特調(diào)制光條,物體的三維信光條上,工業(yè)相機(jī)采集被測(cè)物體攜帶的光條信息,通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)理,得到激光條紋的中心圖像信息,當(dāng)攝像機(jī)與激光器的相對(duì)位據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,便可將圖像上激光條紋的二維點(diǎn)轉(zhuǎn)換到前面所述僅為一處光條求解出的三維信息,若想重建物體表面的三移動(dòng)平臺(tái),用線激光器掃過(guò)物體得到多幅物體表面不同位置處的后將每處光條所對(duì)應(yīng)的三維點(diǎn)云進(jìn)行拼接得到物體表面的三維輪
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]室內(nèi)環(huán)境下線結(jié)構(gòu)光光條提取方法[J]. 方夏章,李垚,方毅. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(10)
[2]三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)及其應(yīng)用[J]. 韋國(guó)平. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(24)
[3]“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略解讀:制造業(yè)轉(zhuǎn)型靠什么?[J]. 徐習(xí)明,王瑞,韓誼,詹穎,田軼. 智能制造. 2018(08)
[4]基于Tsai兩步法的視覺(jué)點(diǎn)膠系統(tǒng)相機(jī)標(biāo)定方法[J]. 馬喜平,李迪,姚俠楠,馬苑晉. 自動(dòng)化與儀表. 2018(05)
[5]基于線結(jié)構(gòu)光的桌面3D掃描技術(shù)[J]. 歐攀,王定中. 光學(xué)儀器. 2017(04)
[6]基于非剛體軌跡基的線性自標(biāo)定方法[J]. 彭亞麗,劉侍剛,裴炤,武杰,汪西莉. 電子學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]基于改進(jìn)灰度重心法的光帶中心提取算法[J]. 張小艷,王曉強(qiáng),白福忠,田朝平,梅秀莊. 激光與紅外. 2016(05)
[8]基于主成分分析的結(jié)構(gòu)光條紋中心提取方法[J]. 蔡懷宇,馮召東,黃戰(zhàn)華. 中國(guó)激光. 2015(03)
[9]基于新方向模板法的火炮內(nèi)腔三維重構(gòu)研究[J]. 劉文毅,龔曉峰. 計(jì)算機(jī)仿真. 2015(02)
[10]基于多尺度分析的激光光條中心點(diǎn)坐標(biāo)提取方法[J]. 李鳳嬌,李小菁,劉震. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(11)
博士論文
[1]激光測(cè)量中光條關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王春艷.吉林大學(xué) 2014
[2]三維視覺(jué)檢測(cè)儀器化關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 薛婷.天津大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于雙目立體視覺(jué)的三維重建技術(shù)研究[D]. 黃學(xué)然.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]基于飛行時(shí)間的激光測(cè)距技術(shù)研究[D]. 支元祥.陜西師范大學(xué) 2018
[3]基于基礎(chǔ)矩陣的相機(jī)自標(biāo)定方法研究[D]. 李士杰.大連理工大學(xué) 2018
[4]基于線激光掃描的全角度三維成像系統(tǒng)[D]. 張汝婷.浙江大學(xué) 2015
[5]基于區(qū)域生長(zhǎng)和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的MRI圖像處理研究[D]. 陳筱.中南民族大學(xué) 2012
[6]激光三角法在物體三維輪廓測(cè)量中的應(yīng)用[D]. 湯強(qiáng)晉.東南大學(xué) 2006
本文編號(hào):3239026
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