基于双目视觉的工件尺寸三维测量

【摘要】在目前的工业生产中，在线测量大批工件尺寸时，人工视觉测量常出现质量效率低下且精度不高、容易损伤工件表面等问题。对于普通的机械测量工具而言，虽不易出现人工测量问题，但都是固定程式控制测量，对工件的位置要求特别高，否则无法测量，未达到尺寸测量的完全智能化。而非接触式双目立体视觉系统不仅具有测量精度高、生产效率高等优点，更为重要的是，由于双目摄像机的存在，实现了工件三维尺寸测量的智能化，因此受到了广大生产企业的青睐。但双目三维测量系统实际应用并不多，因为该项技术还未达到非常成熟的阶段，因此希望本文基于双目视觉的工件尺寸三维测量研究能够为工业更加自动化尽一份力量。本文基于HALCON强大视觉算法库与.NET的C#开发环境，以工件为研究对象，实现了工件三维尺寸的测量。对向内侧倾斜的双目摄像机进行立体视觉系统标定以获取摄像机的内外参数；对获取的两幅工件左右图像对进行外极线立体校正，使立体图像对的对应点不存在水平差异；图像预处理校正后图像对以自动提取工件；采用基于灰度相关的稠密型立体匹配算法搜索对应匹配点的方式得出工件视差图和三维点云图，并通过三维点云图进行错误匹配点的二次剔除；通过计算三维点云图惯性主轴方向的外包围矩形的三维尺寸进而确定了工件的三维尺寸。根据本文的研究内容和研究方法，已完成一整套双目测量系统软件，通过对工件三维测量具有较高精度的事实说明本文所采用的自动提取前景、通过三维点云二次剔除错误匹配点和外包围矩形计算的创新方法切实可行。
【作者】朱先锋；
【导师】潘洪军；
【作者基本信息】浙江海洋学院，农业信息化（专业学位），2014，硕士
【关键词】摄像机标定；图像预处理；立体校正；立体匹配；三维点云；

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