基于線結(jié)構(gòu)光的單目視覺目標(biāo)位姿測(cè)量研究.pdf

1、視覺測(cè)量廣泛應(yīng)用于無損檢測(cè)、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線、視覺導(dǎo)航、3D四輪定位等各個(gè)領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)光視覺測(cè)量是一種典型的視覺測(cè)量方法。結(jié)構(gòu)光測(cè)量精度受圖像特征點(diǎn)提取精度、標(biāo)定方法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和測(cè)量硬件設(shè)備等諸多參數(shù)的影響。本課題采用理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法從特征提取，結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)處理三方面入手，以提高結(jié)構(gòu)光目標(biāo)位姿測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度為目標(biāo)，平面板件和汽車車輪為實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)象，研究了提高結(jié)構(gòu)光傳感器目標(biāo)位姿測(cè)量精度的方法，主要內(nèi)容包括：

2、r>　?。?）結(jié)構(gòu)光測(cè)量方法分析研究。主要闡述了結(jié)構(gòu)光目標(biāo)位置測(cè)量系統(tǒng)的組成及測(cè)量原理，結(jié)合單目視覺和結(jié)構(gòu)光的理論知識(shí)，建立結(jié)構(gòu)光視覺測(cè)量模型，并分析出影響結(jié)構(gòu)光測(cè)量精度的因素，對(duì)后續(xù)測(cè)量精度優(yōu)化仿真及實(shí)驗(yàn)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　（2）圖像特征點(diǎn)處理方法研究。主要闡述了圖像預(yù)處理方法，特征光條提取方法和靶標(biāo)角點(diǎn)提取方法。然后結(jié)合結(jié)構(gòu)光圖像的特點(diǎn)，提出了一套提取圖像特征點(diǎn)的方法。在光條中心線附近設(shè)置初始模型，將高斯模型作為模版，對(duì)光條

3、的初始模型進(jìn)行能量最優(yōu)解求取，實(shí)現(xiàn)光條中心的提取。該方法通過光條的中心幾何信息結(jié)合光條灰度進(jìn)行計(jì)算，可有效抑制噪聲的影響，且具有較強(qiáng)的光條斷線修補(bǔ)能力，提取的光條中心具有亞像素級(jí)精度。通過仿真及實(shí)驗(yàn)證明該方法抗噪聲程度好、提取效果理想。
　?。?）結(jié)構(gòu)光測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。首先對(duì)相機(jī)標(biāo)定的方法和光平面標(biāo)定的方法進(jìn)行介紹，經(jīng)一系列實(shí)驗(yàn)對(duì)比，選定一種合適的相機(jī)內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定方法。對(duì)影響測(cè)量精度的系統(tǒng)參數(shù)（相機(jī)內(nèi)部參數(shù)，特征點(diǎn)提