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Calibration of line structured light vision system based on camera’s projective center 被引量:7
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作者 ZHU Ji-gui LI Yan-jun YE Sheng-hua 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期584-591,共8页
Based on the characteristics of line structured light sensor, a speedy method for the calibration was established. With the coplanar reference target, the spacial pose between camera and optical plane can be calibrate... Based on the characteristics of line structured light sensor, a speedy method for the calibration was established. With the coplanar reference target, the spacial pose between camera and optical plane can be calibrated by using of the camera’s projective center and the light’s information in the camera’s image surface. Without striction to the movement of the coplanar reference target and assistant adjustment equipment, this calibration method can be implemented. This method has been used and decreased the cost of calibration equipment, simplified the calibration procedure, improved calibration efficiency. Using experiment, the sensor can attain relative accuracy about 0.5%, which indicates the rationality and effectivity of this method. 展开更多
关键词 投影中心 线性结构 光传感器 标度 可视性系统
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线结构光扫描传感器结构参数一体化标定 被引量:24
2
作者 王金桥 段发阶 +2 位作者 伯恩 刘博文 冯帆 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1196-1201,共6页
为了精确快捷地标定线结构光扫描传感器的结构参数,提出了一种线结构光扫描传感器结构参数一体化现场标定的新方法,建立了线结构光扫描传感器的数学模型,根据张正友摄像机标定思想结合L-M非线性优化算法能快速精确地完成摄像机内外参数... 为了精确快捷地标定线结构光扫描传感器的结构参数,提出了一种线结构光扫描传感器结构参数一体化现场标定的新方法,建立了线结构光扫描传感器的数学模型,根据张正友摄像机标定思想结合L-M非线性优化算法能快速精确地完成摄像机内外参数的标定,在此基础上,引入辅助线激光,通过反复多次提取两激光交点完成对线结构光平面精确标定。文章还介绍了如何获取激光交点以及精确提取交点坐标的方法,通过设计相关实验验证了本文方法的可行性,使系统精度优于24μm,能满足实际测量要求。 展开更多
关键词 线结构光 摄像机标定 光条中心提取 光平面标定
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一种新型线结构光传感器结构参数标定方法 被引量:81
3
作者 段发阶 刘凤梅 叶声华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期108-110,共3页
本文提出了一种以一个简单的一维工作台和齿形靶标标定线结构光传感器结构参数的新方法 ,并用罚函数约束求解出参数。该方法对可见光和不可见光的场合均适用。操作简单 ,速度快 ,不需要其它仪器辅助测量光平面上点的坐标。实验证明 。
关键词 线结构光传感器 标定 光平面 结构参数 摄像机
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线结构光传感系统的快速标定方法 被引量:32
4
作者 韩建栋 吕乃光 +1 位作者 董明利 娄小平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期958-963,共6页
针对现有线结构光传感系统标定过程中对设备要求高、标定过程繁琐等问题,提出一种基于三点透视模型的快速标定方法。引入一个可自由移动的平面靶标,靶标上只需要共线且相互位置确定的3个特征点,利用共线三点建立三点透视数学模型,根据3... 针对现有线结构光传感系统标定过程中对设备要求高、标定过程繁琐等问题,提出一种基于三点透视模型的快速标定方法。引入一个可自由移动的平面靶标,靶标上只需要共线且相互位置确定的3个特征点,利用共线三点建立三点透视数学模型,根据3个特征点以及光条纹在摄像机像面的成像信息,获取了光平面上标定点在摄像机坐标系下的坐标。平面靶标在视觉范围内任意移动几个位置,得到光平面上多个标定点坐标,从而确定光平面方程。实验证明,该方法平均相对测量误差约为0.72%,标定时不需要昂贵的辅助调整设备,也不需要求解坐标系之间的转换矩阵,简单、快速,适合现场标定。 展开更多
关键词 线结构光 标定 光平面 三点透视
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线结构光传感器模型的简易标定 被引量:17
5
作者 陈新禹 马孜 陈天飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2345-2352,共8页
为了现场完成线结构光视觉传感器中摄像机和光平面的同时标定,提出了一种基于单一圆形标靶标定线结构光视觉传感器的方法,该平面标靶包含一个同心圆以及过圆心的两条正交直线。通过共轭点原理线性计算摄像机内参数的初值,并根据正交性... 为了现场完成线结构光视觉传感器中摄像机和光平面的同时标定,提出了一种基于单一圆形标靶标定线结构光视觉传感器的方法,该平面标靶包含一个同心圆以及过圆心的两条正交直线。通过共轭点原理线性计算摄像机内参数的初值,并根据正交性约束进行迭代优化。然后,多次移动传感器,保持结构光与同心圆相交,使其构成三点透视模型(P3P),依此计算光平面上标定点的三维坐标。最后,利用最小二乘法拟合出光平面方程,从而完成光平面方程的标定。实验结果表明:该方法具有较高的精度,平均测量精度为0.036 82mm,相对测量误差为0.277 13%。该标定方法仅需同一标靶即可完成摄像机内参数和光平面方程的标定,降低了标定成本,且计算简单、操作灵活,适宜现场环境标定。 展开更多
关键词 线结构光传感器 摄像机标定 光平面标定 共轭点 三点透视模型
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基于共面标定参照物的线结构光传感器快速标定方法 被引量:12
6
作者 邾继贵 李艳军 叶声华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期183-186,共4页
根据线结构光传感器的特点,提出了一种线结构光传感器的快速标定方法,利用摄像机投影中心及光条在摄像机像面上的信息,仅需一共面靶标即可实现摄像机与光平面之间位置参数的标定。快速标定方法允许共面靶标在测量空间内自由移动,且不需... 根据线结构光传感器的特点,提出了一种线结构光传感器的快速标定方法,利用摄像机投影中心及光条在摄像机像面上的信息,仅需一共面靶标即可实现摄像机与光平面之间位置参数的标定。快速标定方法允许共面靶标在测量空间内自由移动,且不需辅助调整设备,也不存在标定参照物不同平面间的相互遮挡。实验表明,快速标定方法可实现约0.5%的相对测量精度,证明了方案的合理、有效。 展开更多
关键词 线结构光传感器 共面靶标 标定 光平面
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基于主动视觉标定线结构光传感器中的光平面 被引量:26
7
作者 陈天飞 马孜 吴翔 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期256-263,共8页
提出了一种基于主动视觉的光平面标定方法实现对线结构光传感器的自动标定。与以往求取光平面上标定点后拟合平面的方法不同,该方法通过控制传感器做若干平移运动分两步完成标定。首先,经多次平移运动得到光平面中相互平行直线在摄像机... 提出了一种基于主动视觉的光平面标定方法实现对线结构光传感器的自动标定。与以往求取光平面上标定点后拟合平面的方法不同,该方法通过控制传感器做若干平移运动分两步完成标定。首先,经多次平移运动得到光平面中相互平行直线在摄像机中的投影,经计算消影点完成光平面法向的标定。然后,控制传感器沿设定的与光平面法向垂直的方向做2次平移运动,使其满足三点透视模型(P3P),完成摄像机坐标系原点到光平面距离信息的标定。实验结果表明:该标定方法具有较高的准确性,平均绝对测量偏差为0.015 4mm,相对误差为0.183 0%。该方法本质上属于自标定方法,标定过程无需使用标靶,降低了标定成本,且操作灵活方便,适合现场标定。 展开更多
关键词 线结构光传感器 光平面标定 消影点 三点透视模型 主动视觉
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平顶线结构光的中心检测算法及光刀平面标定 被引量:9
8
作者 张旭 周涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期51-59,共9页
针对传统线结构光光刀平面标定方法测量精度不高,应用范围小的问题,提出基于平面标靶的线结构光系统光刀平面标定,对无激光的标靶图片进行迭代摄像机标定,有激光的标靶图片进行光刀平面标定.提出光强符合均匀分布的平顶激光检测中心算法... 针对传统线结构光光刀平面标定方法测量精度不高,应用范围小的问题,提出基于平面标靶的线结构光系统光刀平面标定,对无激光的标靶图片进行迭代摄像机标定,有激光的标靶图片进行光刀平面标定.提出光强符合均匀分布的平顶激光检测中心算法,将平顶激光建模为矩形的台阶函数,估计背景亮度和前景亮度,确定亮条纹宽度,再将窗口内的有效像素参与重心计算,得到光条纹中心.用该算法对不同噪声及不同量块的图片进行处理,结果表明,处理后图像的均方根误差分别在0.149pixel和0.176pixel内,表明该算法抗噪声能力强、精度高.用该算法提取光条中心,计算光条在标靶上的位置,根据至少两个姿态下的光条中心三维点,基于最小二乘法拟合光刀平面.通过迭代摄像机标定和光刀平面标定,利用三角测量法,在立体视觉模型下获取物体的三维点云数据.实验测量两个距离为100.5mm的标准球,相机与标准球距离为500mm,比较两球心距离与标准距离,测得平均误差为0.236mm.表明平顶激光检测中心算法切实可行,光刀平面标定方法基本满足要求. 展开更多
关键词 线结构光 中心检测 标定 光刀平面 光条中心 三维测量
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基于线结构光参考平面的多摄像机灵活标定方法研究 被引量:8
9
作者 占栋 肖建 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2030-2036,共7页
多摄像机视觉测量系统中不同视觉传感器空间分布广,无公共视角,现场标定十分困难。针对多摄像机标定问题,研究了一种基于线结构光参考平面的灵活标定方法。标定过程中,以空间中同时覆盖相邻摄像机视角的结构光平面作为标定参考基准,在... 多摄像机视觉测量系统中不同视觉传感器空间分布广,无公共视角,现场标定十分困难。针对多摄像机标定问题,研究了一种基于线结构光参考平面的灵活标定方法。标定过程中,以空间中同时覆盖相邻摄像机视角的结构光平面作为标定参考基准,在不同摄像机视角中,自由移动平面靶标多次,确保每次移动后靶标与结构光相交,并能在各自摄像机中清晰成像,摄像机拍摄靶标图像。提取靶标图像中角点坐标、激光光条特征点坐标。借助靶标平面与摄像机坐标系外部参数矩阵,求解激光光条特征点在对应摄像机坐标系中坐标。通过结构光基准平面内,不同摄像机坐标系中至少3组非共线特征点坐标信息,求解相邻摄像机外部参数。分别进行标定试验和精度验证试验,试验结果表明该方法切实可行。 展开更多
关键词 机器视觉 标定 参考平面 多摄像机 线结构光
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舰载武器系统零位检测与规正方法 被引量:9
10
作者 胡志强 许秉信 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2007年第4期81-84,共4页
零位检测与规正是作战系统装舰的基础工作,也是武器系统准确打击目标的前提和基础。鉴于传统瞄星方法和标定物标定方法的局限性,以在工程中遇到的特定环境下的武器系统标定为例,分析了具体环境下武器系统零位检测与规正的创新性运用,提... 零位检测与规正是作战系统装舰的基础工作,也是武器系统准确打击目标的前提和基础。鉴于传统瞄星方法和标定物标定方法的局限性,以在工程中遇到的特定环境下的武器系统标定为例,分析了具体环境下武器系统零位检测与规正的创新性运用,提出了“线标定法”,以为类似情形下的武器系统或作战系统标定提供借鉴。 展开更多
关键词 武器系统 零位规正 线标定法 基准面 艏艉线
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三维空间中线结构光与相机快速标定方法 被引量:4
11
作者 陈文亮 董清亮 +2 位作者 刘峰 王向军 吴凡路 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第1期81-85,共5页
针对结构光立体视觉系统快速标定问题,本文提出了一种多线结构光单目视觉测量系统的快速标定方法,该方法可以同时完成多个线结构光的标定,不必每一个线结构光单独标定,从而实现相机与线结构光的快速标定。具体为相机内参采用张氏标定法... 针对结构光立体视觉系统快速标定问题,本文提出了一种多线结构光单目视觉测量系统的快速标定方法,该方法可以同时完成多个线结构光的标定,不必每一个线结构光单独标定,从而实现相机与线结构光的快速标定。具体为相机内参采用张氏标定法提前标好,外参标定采用设计的三维阵列立柱靶标配合实现。在已知三维阵列立柱靶标各立柱端面中心点对应物像坐标后,可得到二者间的旋转和平移矩阵;在线结构光投射到对应不同高度立柱端面上后,根据以上物像关系可得到端面光条坐标,利用该坐标可拟合出激光平面方程,进而可建立起各激光面与相机之间的变换关系,完成系统标定。 展开更多
关键词 三维阵列立柱靶标 线结构光 相机标定 平面方程
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使用非特制靶标实现线结构光平面标定 被引量:5
12
作者 潘海鸿 王耀玮 +2 位作者 徐大斌 李睿亮 陈琳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期54-60,共7页
为解决在线结构光测量系统中因缺少特制靶标而无法高精度标定线结构光平面的问题,基于立体视觉原理及线结构光测量系统提出了一种使用非特制靶标的线结构光平面标定方法。该方法采用非特制靶标,将靶标放置于线结构光平面上,利用视差法... 为解决在线结构光测量系统中因缺少特制靶标而无法高精度标定线结构光平面的问题,基于立体视觉原理及线结构光测量系统提出了一种使用非特制靶标的线结构光平面标定方法。该方法采用非特制靶标,将靶标放置于线结构光平面上,利用视差法获取线结构光投影在靶标上形成的点云集,通过更换靶标姿态重复获取多个点云集。采用最小二乘法对所采集的多个点云集进行平面拟合,确定结构光平面参数进而完成对平面的标定。分别采用人体手臂和304钢板充当靶标利用所提出方法完成线结构光平面标定,用该标定的结构光平面进行5种正方形工件的尺寸测量,实验证明提出的标定方法测量精度平均约为±0.056 mm。该方法能够在不需要特制靶标的情况下完成标定,满足测量系统的精度要求。 展开更多
关键词 精密测量 线结构光 光平面标定 非特制靶标
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随机抽样一致性算法在线结构光视觉测量系统中的应用 被引量:4
13
作者 马媛媛 彭凯 +1 位作者 杨伟东 高亚新 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第3期68-73,共6页
针对线结构光视觉测量系统中参数标定易受噪声和亮度突变等因素的影响,而传统算法难以拟合包含异常值点云的问题,在现有标定方法的基础上,提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)的改进算法拟合光平面参数。随机选取三个点云数据拟合光平... 针对线结构光视觉测量系统中参数标定易受噪声和亮度突变等因素的影响,而传统算法难以拟合包含异常值点云的问题,在现有标定方法的基础上,提出了一种基于随机抽样一致性(RANSAC)的改进算法拟合光平面参数。随机选取三个点云数据拟合光平面,选择阈值并统计在此平面上的内点数量,多次重复求得包含最多内点的平面,并以这些内点以特征值法进行平面拟合得到所求平面方程。实验结果表明,与最小二乘法相比,该方法可以很好地适应标定过程中出现的误差和异常值的情况,稳健地估计平面参数值,从而进一步提高线结构光参数标定精度。 展开更多
关键词 线结构光传感器 光平面标定 单应性矩阵 随机抽样一致性算法
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基于平面法向量的线结构光视觉传感器参数标定 被引量:3
14
作者 邓仕超 蒋应良 高兴宇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第7期69-72,共4页
为解决线结构光传感器精度低且易受环境干扰的问题,提出一种标定方法。此方法以棋盘格为靶标,使用一种新的角点快速定位算法进行相机标定;使用Steger算法提取图像激光中心点后结合Huber损失函数拟合出光条直线;通过相机内外参标定两个... 为解决线结构光传感器精度低且易受环境干扰的问题,提出一种标定方法。此方法以棋盘格为靶标,使用一种新的角点快速定位算法进行相机标定;使用Steger算法提取图像激光中心点后结合Huber损失函数拟合出光条直线;通过相机内外参标定两个平面的法向量,两法向量叉乘后获得激光光条在相机坐标系下的点向式方程;对提取的多条激光光条进行等距取点后利用最小二乘拟合出激光平面。使用3种方法进行对比实验,验证了此方法的有效性,同时对长为7 mm的标准量块在此系统下进行测量,其平均测量误差为0.036 mm。与传统方法相比,此方法具有较高的精度与较好的鲁棒性,能够适应较复杂的环境。 展开更多
关键词 线结构光 光平面标定 三维重建 法向量标定
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加工中心工件在机三维检测系统的光平面标定
15
作者 李鹏 种文艳 马永军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期237-243,共7页
为了满足加工中心在机检测的实时性需求,实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光传感器,提出了一种基于同心圆平面靶标标定线结构光平面参数的新方法。该方法将三点透视模型和交比不变原理相结合,在线结构光传感器的视觉范围内通过... 为了满足加工中心在机检测的实时性需求,实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光传感器,提出了一种基于同心圆平面靶标标定线结构光平面参数的新方法。该方法将三点透视模型和交比不变原理相结合,在线结构光传感器的视觉范围内通过移动同心圆平面靶标,计算得到光平面上多组标定点的三维坐标,进而使用最小二乘算法确定光平面方程,通过标定和检测实验分析并验证了该方法的有效性。该方法具有标定算法简单且操作灵活方便等优点,适合加工检测等领域的现场标定。 展开更多
关键词 加工中心在机检测 线结构光平面标定 三点透视模型 交比不变
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基于线结构光的三维坐标测量技术研究 被引量:14
16
作者 宋大虎 李忠科 程春霞 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第22期291-292,F0003,共3页
传统的口腔修复体三维点云数据测量技术难以满足精度要求。为此,提出一种基于线结构光的三维坐标测量方法。在摄像机标定过程中,采用最小二乘法计算光平面方程,使用平移扫描和旋转扫描获取物体表面三维数据,以避免求解摄像机内外参数。... 传统的口腔修复体三维点云数据测量技术难以满足精度要求。为此,提出一种基于线结构光的三维坐标测量方法。在摄像机标定过程中,采用最小二乘法计算光平面方程,使用平移扫描和旋转扫描获取物体表面三维数据,以避免求解摄像机内外参数。实验结果表明,重建后的三维模型可以满足高精度近景三维测量的要求。 展开更多
关键词 线结构光 三维坐标测量 摄像机标定 光平面标定 最小二乘法 点云
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基于单应性矩阵的线结构光系统简易标定方法 被引量:7
17
作者 平乙杉 刘元坤 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期36-43,共8页
提出通过构造光刀平面,采用单应性矩阵的计算方法,完成线结构光系统标定。该方法通过在相机景深范围内平移标定靶,获取不同位置的光刀图像和靶标图像,从同一位置的两幅图中提取出特征点图像,构成一个光刀平面。按照相机针孔成像模型,可... 提出通过构造光刀平面,采用单应性矩阵的计算方法,完成线结构光系统标定。该方法通过在相机景深范围内平移标定靶,获取不同位置的光刀图像和靶标图像,从同一位置的两幅图中提取出特征点图像,构成一个光刀平面。按照相机针孔成像模型,可以建立光刀平面与相机系统的单应性矩阵关系,并计算出该矩阵,从而完成标定。在测量时,只需根据提取出的光刀图像像素坐标,结合单应性矩阵即可得到待测物体坐标,再结合平移设备,便可完成对整个物体的测量。实验证明,线结构光系统标定最大残差小于0.05 mm,标准差小于0.02 mm,两个面之间的测量距离相对误差低于1.3%。整个系统标定过程简单,适用于快速标定线结构光系统和工业化测量。 展开更多
关键词 机器视觉 线结构光 单应性矩阵 标定 光刀平面
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基于平面互补靶标的线结构光标定系统 被引量:4
18
作者 翟玉生 杨犇 +6 位作者 张志峰 王瑞 奚海祁 李上上 耿利杰 张瑞亮 匡翠方 《应用光学》 CAS 北大核心 2023年第2期371-379,共9页
为提升线结构光传感器的标定效率与精度,设计了一种集成自背光可调节位姿的平面棋盘格-同心圆互补线结构光标定系统。该系统基于同心圆圆心的真实投影位置与投影椭圆圆心位置的几何关系,建立非线性优化偏心误差补偿模型,精确得到透射投... 为提升线结构光传感器的标定效率与精度,设计了一种集成自背光可调节位姿的平面棋盘格-同心圆互补线结构光标定系统。该系统基于同心圆圆心的真实投影位置与投影椭圆圆心位置的几何关系,建立非线性优化偏心误差补偿模型,精确得到透射投影下圆心偏心误差补偿位置。该方法与传统标定方法对比降低重投影误差84.7%,有效解决了圆形标志物偏心误差补偿的高精度标定难题。通过将相机坐标系下过光心、光条中心线的平面与靶标平面结合,多次获取空间交线的坐标信息增加特征点,并使用最小二乘法拟合光平面方程,解决了因特征点少从而平面拟合标定精度较低的问题。在复杂环境下重复实验测得大尺寸砂轮外径误差均值为0.005 1 mm,结果表明该标定系统具有一定的准确性和简便实用性。 展开更多
关键词 线结构光 标定系统 偏心误差补偿 平面拟合
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基于消隐点的线结构光传感器光平面标定方法 被引量:3
19
作者 胡增 高兴宇 +2 位作者 李伟明 尹炳强 于泽华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第6期168-171,共4页
光平面高精度标定是实现线结构光传感器精密测量的关键,提出一种基于消隐点的光平面标定方法。首先控制平面靶标或者传感器作一组平移运动,得到光平面中一组平行的激光条纹图像;然后通过提取光条与标定板网格线交点,构造出光平面中第二... 光平面高精度标定是实现线结构光传感器精密测量的关键,提出一种基于消隐点的光平面标定方法。首先控制平面靶标或者传感器作一组平移运动,得到光平面中一组平行的激光条纹图像;然后通过提取光条与标定板网格线交点,构造出光平面中第二组平行直线,计算两组平行直线的消隐点并利用向量叉积标定光平面的法向;最后计算光平面上两特征点之间的实际距离,并根据这一约束条件,标定得到光平面方程的其余参数。通过与多种标定方法进行对比实验,结果表明本方法具有更高的标定精度,结合工业机器人对厚度为7 mm的标准量块进行测量,平均测量误差为0.013 mm。与基于两组平移运动的标定方法相比,本方法进一步减少了人工参与,提高了标定效率。 展开更多
关键词 光平面标定 消隐点 线结构光 三维测量
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一种面向蒙皮对缝测量的双线结构光标定方法
20
作者 鲁小翔 黄翔 +2 位作者 李根 赵子越 孟亚云 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第20期100-108,共9页
针对双线结构光蒙皮对缝测量系统对光平面高精度标定的需求,提出一种基于二维靶标的双线结构光平面标定方法。首先以靶标平面上的基准点为输入,构建靶标平面位姿解算模型,获取其在相机坐标系下的平面方程;然后依据相机的线面模型,对拟... 针对双线结构光蒙皮对缝测量系统对光平面高精度标定的需求,提出一种基于二维靶标的双线结构光平面标定方法。首先以靶标平面上的基准点为输入,构建靶标平面位姿解算模型,获取其在相机坐标系下的平面方程;然后依据相机的线面模型,对拟合控制点进行深度重建;最后使用特征值法对去噪后的拟合控制点集进行拟合,完成双线结构光平面标定。试验表明,该方法能够同时完成测量系统中两个光平面的标定;标定后系统的对缝间隙重复测量精度优于0.050 mm,对缝阶差重复测量精度优于0.030 mm。 展开更多
关键词 双线结构光 光平面 标定 对缝间隙 对缝阶差
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