基于线结构光的零件三维尺寸测量系统

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作者 郭建青 石彧 刘旭光 《科技创新与应用》 2024年第27期45-47,54,共4页

针对原有接触式三维测量技术测量时间长、效率低、对零件有损伤等问题,提出一种基于线结构光的零件三维尺寸测量系统。建立光平面数学模型,采用基于平面靶标的自由移动标定法标定光平面,利用基于Hessian矩阵的Steger方法对线结构光中心... 针对原有接触式三维测量技术测量时间长、效率低、对零件有损伤等问题,提出一种基于线结构光的零件三维尺寸测量系统。建立光平面数学模型,采用基于平面靶标的自由移动标定法标定光平面,利用基于Hessian矩阵的Steger方法对线结构光中心提取,通过坐标变换得到零件的三维尺寸。在Visual Studio软件中的Winform窗体应用设计三维测量系统的软件交互界面,搭建实验测量平台进行多个零件的测量实验。实验结果表明,对不同零件三维尺寸测量相误差均小于4%,提出的测量系统及方法具有较高的精度和稳定性,能够满足工程应用。 展开更多

关键词 线结构光 三维测量 光条中心提取 光平面标定:三维尺寸测量系统

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大尺寸三维激光测量系统标定方法 被引量：2

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作者 郭扬 杜正春 姚振强 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期223-227,232,共6页

研究了一种基于平面几何射影变换原理的三维激光测量系统标定方法.根据测量系统中激光扫描平面的旋转特点,基于平面射影变换中直线不变的映射关系建立了标定对象表面被测点在不同参考系之间变换的约束关系,并采用封闭运动链思想定义系... 研究了一种基于平面几何射影变换原理的三维激光测量系统标定方法.根据测量系统中激光扫描平面的旋转特点,基于平面射影变换中直线不变的映射关系建立了标定对象表面被测点在不同参考系之间变换的约束关系,并采用封闭运动链思想定义系统参考系空间刚体变换关系,将系统标定问题转化为世界坐标系下系统内参数矩阵和外参数矩阵的求解.通过空间变换关系得到上述2个矩阵的解,实现系统的标定.该方法标定装置简单、速度快、稳定性好,能够满足实际工程应用中的需求. 展开更多

关键词 大尺寸三维激光测量系统 有源标定 平面射影几何变换 封闭运动链 内外参数矩阵求解

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结构光三维脚型测量系统中摄像机标定方法研究

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作者 王堃 董继先 刘建平 《中国皮革》 CAS 北大核心 2008年第24期106-108,共3页

为了描述结构光三维脚型测量系统中脚坐标和摄像机像面像点坐标间的非线性关系，利用图像中心附近点畸变量较小的性质，提出一种求解摄像机内外参数和BP神经网络技术分离的摄像机标定方法。先用图像中心附近点标定摄像机内外部参数，然... 为了描述结构光三维脚型测量系统中脚坐标和摄像机像面像点坐标间的非线性关系，利用图像中心附近点畸变量较小的性质，提出一种求解摄像机内外参数和BP神经网络技术分离的摄像机标定方法。先用图像中心附近点标定摄像机内外部参数，然后再用BP神经网络进行标定，该方法可以很好的补偿镜头畸变等因素引起的非线性误差，适用范围广。与线性标定相比，实验结果表明此标定方法精度高、抗噪声能力强。 展开更多

关键词 标定方法 测量系统 摄像机 结构光 脚型 三维 BP神经网络 非线性关系

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采用虚拟标准平面标定相位测量轮廓术系统 被引量：2

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作者 张海花 李勇 +1 位作者 张海燕 王江 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期600-602,618,共4页

为了标定相位测量轮廓术系统中相位-高度映射关系,引入了虚拟标准平面。基于投影是摄像的逆过程这一事实,从摄像机模型出发,使用统一的数学模型和平面靶标来标定出摄像机和投影仪的内部、外部参量。再由双目视觉中的立体标定方法得出测... 为了标定相位测量轮廓术系统中相位-高度映射关系,引入了虚拟标准平面。基于投影是摄像的逆过程这一事实,从摄像机模型出发,使用统一的数学模型和平面靶标来标定出摄像机和投影仪的内部、外部参量。再由双目视觉中的立体标定方法得出测量系统的几何结构。最后根据标定得到的参量,在测量体积内设置参考平面并计算得出参考平面及不同高度上平行于参考平面的各标准平面上的相位分布。利用最小二乘法求解相位-高度映射方程系数。实验测量的标准差达到0.046mm。对间距为1.00mm的台阶模型进行测量,实际测得间距为0.99mm。结果表明,该方法可行,简化了相位测量轮廓术系统标定过程。 展开更多

关键词 信息光学 相位测量轮廓术 虚拟标准平面 系统标定 结构光照明 相位-高度映射

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结构光视觉测量系统标定算法研究与实现

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作者 崔海华 廖文和 +1 位作者 程筱胜 戴宁 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第2期106-110,共5页

提出一种精确的结构光三维视觉测量系统标定算法.首先对系统内组件相机和投影仪进行亚像素和亚条纹级单独标定,在投影仪标定时,根据光学特性使用一种新颖的方法解决了系统标定的限制性条件:两组件标定时对标定物有严格的位置要求;另外,... 提出一种精确的结构光三维视觉测量系统标定算法.首先对系统内组件相机和投影仪进行亚像素和亚条纹级单独标定,在投影仪标定时,根据光学特性使用一种新颖的方法解决了系统标定的限制性条件:两组件标定时对标定物有严格的位置要求;另外,结合立体视觉标定技术,提出一种对系统结构进行强约束估计的系统标定方法,使用L-M优化算法调整各组件的内外参数,提高了系统整体的标定精度.试验结果表明了标定算法的鲁棒性和有效性. 展开更多

关键词 计量学 结构光系统 系统标定 亚像素 亚条纹 三维测量

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基于线结构光的填料板尺寸检测系统研究 被引量：1

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作者 滕传超 庞茂 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第3期237-242,共6页

为检测填料板的波峰高度、平均波间距等参数,提出了一种基于线结构光的填料板尺寸测量系统。首先,介绍了系统的组成及基于激光三角法的测量方案,对测量系统进行标定,获取了相机成像模型与被测物之间的坐标转换关系;然后,利用改进的灰度... 为检测填料板的波峰高度、平均波间距等参数,提出了一种基于线结构光的填料板尺寸测量系统。首先,介绍了系统的组成及基于激光三角法的测量方案,对测量系统进行标定,获取了相机成像模型与被测物之间的坐标转换关系;然后,利用改进的灰度重心法对线激光的光条中心进行提取;最后,对采集的点云数据沿y轴切片,分别对多组切片上的点集进行拟合,从而完成波峰高度和平均波间距的测量。实验结果表明,使用的改进的光条中心提取法精度更高,波峰高度测量误差可达±0.04 mm,平均波间距的测量误差可达±0.08 mm,满足实际生产需求。 展开更多

关键词 结构光 系统标定 光条中心提取 填料板尺寸 测量

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基于激光线阵相机的家具板件三维尺寸在线测量技术

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作者 李荣荣 杨凡 +3 位作者 赵书昌 吴智慧 杜荣 詹先旭 《木材科学与技术》 北大核心 2023年第4期13-19,共7页

机器视觉技术可实现物体尺寸的快速、非接触式检测,替代人工测量家具板件尺寸,解决测量效率低、连续性差等问题。本研究基于激光线阵相机与线结构光测量技术,构建一种适用于家具板件的三维尺寸在线测量系统,并分析该系统的测量精度与效... 机器视觉技术可实现物体尺寸的快速、非接触式检测,替代人工测量家具板件尺寸,解决测量效率低、连续性差等问题。本研究基于激光线阵相机与线结构光测量技术,构建一种适用于家具板件的三维尺寸在线测量系统,并分析该系统的测量精度与效率。家具板件在传送装置上以300 mm/s的速度作匀速运动,经过650 nm激光器照射的激光三角平面时,互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)传感器对家具板件表面反射的激光进行成像;使用锯齿靶标法标定,应用机器视觉软件Halcon读取相机标定文件和激光线阵相机生成的家具板件信息图像,经过图像处理,完成家具板件三维尺寸测量。结果表明:系统测量的板件厚度、宽度和长度,相对人工测量结果,最大偏差率分别为3.6%、0.5%和0.1%;对照QB/T4452—2013《木家具极限与配合》标准要求,测量的厚度最大差值小于IT15级公差值(<0.70 mm),宽度最大差值小于IT14级公差值(<1.00 mm),长度最大差值小于IT12级公差值(<0.90mm)。单件测量用时由人工测量的30.1s缩短至5.5s,表明系统的测量精度与效率优势。 展开更多

关键词 家具板件三维尺寸测量 机器视觉 线结构光 相机标定 图像处理

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结构光三维传感器测量网相关技术 被引量：7

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作者 刘晓利 何懂 +3 位作者 陈海龙 蔡泽伟 殷永凯 彭翔 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期109-118,共10页

针对大尺寸复杂物体的全自动、高精度、大数据密度、真彩色三维成像与测量,基于条纹结构光三维传感器,阐述了多节点三维传感器测量网络相关技术。涉及单三维传感器的条纹分析和相位重建、系统标定和三维重建两大关键技术点分析,多节点... 针对大尺寸复杂物体的全自动、高精度、大数据密度、真彩色三维成像与测量,基于条纹结构光三维传感器,阐述了多节点三维传感器测量网络相关技术。涉及单三维传感器的条纹分析和相位重建、系统标定和三维重建两大关键技术点分析,多节点三维传感器测量网络的构建与优化、多节点三维传感器测量网络的标定、测量三维深度数据与纹理数据的匹配与融合等相关技术。并给出了部分实验原型机及实验结果。 展开更多

关键词 条纹结构光 三维传感器 测量网 系统标定 立体标靶 三维成像与测量

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线激光辅助单目视觉测量铁路侵限异物尺寸 被引量：8

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作者 崔灿 鲁寨军 黄磊 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期349-354,共6页

异物入侵铁路线路严重危害行车安全,为及时发现异物并测量其尺寸,提出一种利用相机、异物和线激光空间几何关系计算图像中目标点世界坐标实现异物尺寸检测的方法。相机标定能够得到相机光心与目标点连线的直线方程,线激光投影中的点同... 异物入侵铁路线路严重危害行车安全,为及时发现异物并测量其尺寸,提出一种利用相机、异物和线激光空间几何关系计算图像中目标点世界坐标实现异物尺寸检测的方法。相机标定能够得到相机光心与目标点连线的直线方程,线激光投影中的点同时存在于线激光扫描平面和相机光心与该点的连线上。由于钢轨的约束,利用相机标定可以计算钢轨上线激光投影目标点的世界坐标,结合线激光光源坐标标定光平面方程。光平面方程和相机光心与该点连线方程的公共解为目标点的世界坐标。旋转线激光光源,求解异物多个断面关键目标点世界坐标,从而计算异物的三维尺寸。建立测量方法的数学模型并进行现场试验验证,结果表明,该测量方法能够较为准确地测量异物尺寸。 展开更多

关键词 异物入侵 单目视觉 光平面标定 尺寸测量 铁路限界

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相位测量轮廓术中结合几何标定的非线性校正（英文） 被引量：5

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作者 刘凯 龙云飞 +2 位作者 王帅军 吴炜 杨晓敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期28-34,共7页

提出了一种嵌入到常规几何标定过程中的非线性校正算法。该方法通过相位获取投影图案与拍摄图像对应点之间的亮度关系,进而确定系统的非线性亮度响应。该算法在几何标定进行的同时,无需调整系统设置或投影额外的结构光图案,直接导出用... 提出了一种嵌入到常规几何标定过程中的非线性校正算法。该方法通过相位获取投影图案与拍摄图像对应点之间的亮度关系,进而确定系统的非线性亮度响应。该算法在几何标定进行的同时,无需调整系统设置或投影额外的结构光图案,直接导出用于非线性预补偿的灰度查找表。实验结果表明,校正后的相位误差比校正前减少了约95%。 展开更多

关键词 相位测量轮廓术 结构光 三维测量 非线性畸变 系统标定

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大型工件单目结构光三维扫描方法 被引量：17

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作者 陈思豪 王中任 +1 位作者 肖光润 晏涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1358-1362,共5页

针对大型工件,提出了一种基于单目线结构光三维扫描的方法。通过引入线结构光平面建立了视觉传感器数学模型和多项式模型,并使用高精密手动平移台控制平行线靶标在6个固定位置的移动对相机和光平面进行标定,提高标定的精度和准确度。同... 针对大型工件,提出了一种基于单目线结构光三维扫描的方法。通过引入线结构光平面建立了视觉传感器数学模型和多项式模型,并使用高精密手动平移台控制平行线靶标在6个固定位置的移动对相机和光平面进行标定,提高标定的精度和准确度。同时对测量工件部分精准定位有效区域,减小程序运算量。该扫描方法可直接构建传感器的测量坐标系,过程简单,速度较快。通过对大尺寸铝合金铸件进行扫描测试,选取了合适的扫描速度v=1. 25mm/s,在满足精度的前提下提升了工业应用的效率。实验结果证明,此种方法能够有效准确的对物体表面进行重构,平均误差小于0. 1 mm,具有较高的精度。 展开更多

关键词 大型工件 线结构光 三维测量 系统标定

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