基于十字线结构光的自由曲面工件表面信息提取方法研究

【摘要】结构光三维测量技术是一种基于结构光三角测量原理，从而获取被测工件表面三维空间坐标信息的主要手段之一。本文通过研究建立了一种基于十字线结构光的自由曲面工件表面信息提取方法研究，能够精确地提取被测工件表面的空间三维信息，并且能保证工件端面信息不会丢失。本文主要研究内容和成果包括：1)分析了结构光视觉测量基本原理和透视投影转换模型。在此基础上，制作了平面棋盘式定标板，采用Harris角点检测算法和亚像素细化法提取了角点的子像素级坐标。采用基于平面靶标非线性模型的标定方法，同时开发了一款摄像机标定软件，标定了摄像机内、外参数，标定误差约为0.2个像素；利用机械调整法获得了相应的线结构光平面参数方程。2)介绍了十字线结构光光条图像处理过程。比较不同阈值分割方法，选用最大类间方差法进行图像分割，利用抛物线拟合的灰度重心法获得了光条中心坐标，并提出了一种对提取中心进行左右光条分类的方法。3)建立工件扫描模型，并根据这一模型搭建了实验平台；以VC6.0为软件开发平台，开发了一款相对应的控制处理软件，实现了图像采集处理、光条中心提取、三维坐标重建、工件表面信息生成。4)以鞋底为实验对象，分别利用十字线结构光和一字线结构光扫描鞋底表面，实现了鞋底表面信息的提取，测量的精度分别为0.018mm和2.12mm，同时，十字线结构光可以保证工件端面信息不丢失，提高了提取的精度，验证了本方法的可行性。
【作者】沈烨钦；
【导师】武传宇；
【作者基本信息】浙江理工大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】系统标定；十字线结构光；中心条纹；表面信息；

【参考文献】
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