激光視覺三維測(cè)量及其標(biāo)定技術(shù)的研究.pdf

1、三維視覺測(cè)量是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù)，它的重要意義在于能夠?qū)?shí)物的立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號(hào)，為實(shí)物數(shù)字化提供方便、快捷和準(zhǔn)確測(cè)量手段。本文以逆向工程及工業(yè)檢測(cè)為應(yīng)用背景，為了更加準(zhǔn)確和快速地采集物體表面三維數(shù)字化模型，對(duì)激光視覺三維測(cè)量系統(tǒng)及其標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 本文首先對(duì)三維測(cè)量方法進(jìn)行了概述，分析了各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上主要研究了基于計(jì)算機(jī)視覺及光學(xué)三角原理的線結(jié)構(gòu)光視覺測(cè)

2、量方法。并對(duì)線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，給出了設(shè)計(jì)原理及設(shè)備的配置，接著提出了結(jié)構(gòu)調(diào)整方案，并對(duì)由安裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行了分析。 標(biāo)定方法是線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的關(guān)鍵技術(shù)之一，本文在分析、比較各種視覺模型及標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上，最終采用考慮鏡頭畸變因素的針孔攝像機(jī)模型作為線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的視覺模型。標(biāo)定方法主要包括標(biāo)定點(diǎn)的獲取方法及傳感器模型參數(shù)求解方法，本文在分析Tsai兩步法求解模型參數(shù)的基礎(chǔ)上，提出了新的標(biāo)

3、定方法，通過特殊設(shè)計(jì)的標(biāo)靶及六自由度機(jī)械手臂來獲取激光平面上的特征點(diǎn)作為標(biāo)定點(diǎn)，通過本文提出的采用線性求解內(nèi)參數(shù)的兩步法完成參數(shù)求解，該方法快速簡(jiǎn)單，提高了標(biāo)定效率。 本文通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)兩步法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法及本文所提標(biāo)定方法進(jìn)行了比較，并對(duì)不同方法的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的掃描及誤差計(jì)算證明了本文所提方法的可行性與可靠性，測(cè)量精度優(yōu)于0.05mm，實(shí)現(xiàn)了實(shí)物模型數(shù)字化的目的。最后還對(duì)影響三維掃描精度的各個(gè)因素進(jìn)行了理論