双摄像机光笔式三维坐标测量系统研究

基于双目立体视觉传感器三维测量模型和空间坐标变换原理,采用最小二乘冗余算法,讨论了双摄像机测量空间三维点坐标的基本原理,建立了视觉测量系统的非线性测量方程.通过实验验证了双摄像机光笔式三维坐标视觉测量系统建立的可行性.     

三维尺寸视觉测量系统

视觉测量技术是一种先进的非接触测量手段,具有系统组成灵活、工作空间大、精度合适、自动化程度高等特点,非常适合工业现场的在线测量与质量监控。本文分析视觉测量的原理及视觉测量系统的组成,研究了一个实际的视觉测量系统。     

一种移动视觉测量系统的建模及标定方法

针对一种立柱式二维移动视觉测量系统,提出了其数学模型的建立和标定方法。分析了测量原理和系统组成,并通过对运动定位和摄像机成像的独立建模,构建了符合测量原理的整体数学模型。标定时,在完成对定位误差等13项几何误差标定的基础上,通过移动摄像机使圆孔靶标的像平均分布在摄像机的像面上,根据靶标的工作台位置、像点坐标、以及测量时对应的运动机构移动量,利用最小二乘非线性拟合方法实现对摄像机成像模型参数的标定。实验结果表明:经建模和标定后,测量平均误差为1.8μm。利用该方法进行移动视觉测量系统的建模和标定,可以有效地保证系统的测量精度。     

跟踪测距式三维坐标视觉测量系统

提出了一种跟踪测距式视觉坐标测量系统,主要由一架摄像机、一台激光测距仪、一台计算机和一支光笔组成。测量时,摄像机测量光笔上四个光反射点的方向,依据这些方向激光测距仪可跟踪捕捉到任一光反射点,并测量出某一光反射点到激光测距仪的距离,由测得的方向和距离系统可计算出光笔笔尖接触点的三维坐标。根据四点透视问题(P4P)原理建立了系统的数学模型,由于摄像机测得的距离参数的引入,使得该数学模型(P4P问题)可以线性求解,而且解具有唯一性,推导出了被测点三维坐标的求解公式。和单摄像机视觉坐标测量系统的比对实验结果表明,在Z,Y,X轴方向上的测量稳定性精度可分别提高0.366mm、0.031mm和0.011mm。     

基于视觉识别技术的非接触螺丝尺寸的测量

介绍了一种基于机器视觉技术的非接触式螺丝尺寸的测量。该测量方案利用CCD相机采集图像,集成两套视觉测量系统,分别采集螺丝侧面和顶面图像,一次性测量三维尺寸,经过视觉技术可获得清晰的螺丝尺寸,再利用相关几何运算测量出各个螺丝几何参数,实现螺钉非接触螺丝尺寸的测量。本文重点介绍了基于视觉识别技术的非接触螺丝尺寸的测量,为螺丝的尺寸测量提供了一种解决方案。     

汽车车身模型立体视觉测量系统

针对汽车车身开发的要求,采用计算机立体视觉技术,建立一套适用于车身模型表面三维数字化的非接触式测量系统。     

刀形检测系统及空间测量坐标系的建立

论述一种基于二维视觉的刀形检测及调位系统，给出了测量系统的机械结构以及刀具 原理，分析了系统测量坐标系建立的原理和方法，并给出相关的实验数据。系统的研制实现了高效、精确、自动的刀形检测和位置调整，为高精度数控加工提供了保障。     

多台阶零件的视觉测量

为了快速准确地对复杂多台阶零件进行非接触检测，文中基于计算机视觉技术，提出了应用由十字线激光器和CCD相机构成的视觉测量系统来完成检测任务的设想。为此，文章重点介绍了该系统的各项必要参数及其标定方法，建立了测量复杂零件多台阶高度的数学模型，并用其实现了对复杂零件的非接触测量实验，从而验证了该方法的正确性和有效性。     

基于计算机立体视觉的图像测量技术

对基于计算机立体视觉和图像处理的高精度测量技术的应用进行了研究，建立了用于测量目的的计算机立体视觉系统模型，提出了对被测量物体附着网格的方法以获取物体本征图像，再应用图像处理和网格点匹配技术获取测点的坐标。对系统涉及的几个重要算法：摄像机标定算法、网格点的提取算法和网格点的匹配算法做了详细的研究，并结合金属板材加工的应变测量的实际应用给出了测量实例。     

视觉测量技术在大型天线模胎检测中的应用

本文将基于数码相机的视觉测量系统应用于大型天线的模胎检测中：采用回光材料制作人工标志，利用经纬仪系统测量少数控制点，经光束法平差解算点的坐标，与经纬仪系统的测量结果相比较，点位的测量精度要优于0．25m，面型的计算精度则达到了0．1m。     

CCD在材料形变测量中的应用

本文介绍了应用CCD摄像机测量高温下碳 /碳复合材料试件形变的工作原理。该系统采用了视觉测量的方法 ,具有数据实时采集、参数动态调整、测量精度高等特点。重点分析了测量系统的设计思路 ,给出了实验结果曲线     

色差对机器视觉尺寸测量精度的影响研究

目的机器视觉尺寸测量系统照明光源为复色光时,色差会使图像边缘轮廓变得模糊,主要研究色差对尺寸测量精度的影响。方法以搭建的机器视觉尺寸测量系统为平台,分别采用白色(复色光)、红色、绿色、蓝色的LED背光源作为照明光源,采集标准圆柱体图像,经软件系统处理后获得测量结果。结果当照明光源为复色光时,重复性测量误差和线性度误差分别在1μm和2μm以内;当采用单色光作为光源时,重复性测量误差和线性度误差分别控制在0.5μm和1μm以内。结论色差对机器视觉尺寸测量的重复性和线性精度都有影响,可以采用单色光来避免色差,从而进一步提高测量精度。     

零件的立体视觉测量和三维重建研究

本文采用立体视觉测量并结合三维重建的方法,解决了零件的非接触测量问题。首先,分析了立体视觉测量系统的组成结构,利用左、右2个摄像机分别采集零件信息,进而根据二者间的空间关系计算视差数据。其次,采用均值滤波方法去除零件图像噪声,为立体匹配创造条件,进而根据立体图像对二者间的极线关系求取视差。选择Bowyer算法对视差图像进行剖分和三维重建。试验结果表明,本文建立的方法可有效完成航空发动机的叶片零件测量,进而实现生动逼真的三维重建。     

一种新型带有自标定的数字准直瞄准测量系统

设计了一种新型带有自标定的数字准直瞄准测量系统。系统采用测微准直望远镜与CCD视觉系统相结合的方式,将测微准直望远镜的目视测量视场转换成数字测量视场,进而实现在整个数字视场范围内取样测量。通过对CCD相机的角度当量和位移当量进行标定,可直接计算出线位移和角位移,实现了数字化测量。通过实验验证,该系统的定位测量不确定度优于激光跟踪仪,定向测量不确定度优于经纬仪,可用于工业大尺寸测量。     

立体视觉测量系统的空间分辨力和结构参数设置

立体视觉测量系统的空间分辨力随着物体的空间位置和移动方向的变化而变化,系统的空间分辨力高低在很大程度上会影响整个系统的测量精度。本文根据立体视觉测量系统的成像公式,对整个系统观察范围内的所有空间点的空间分辨力进行了详细分析与计算。结果表明,两个 CCD夹角在 80°~100°时系统的空间分辨力最高,并且 X方向的空间分辨力整体上高于 Y方向, Z方向的空间分辨力变化相对较小,最终的实验结果和仿真结果相吻合,根据系统空间分辨力的分布规律,本文制定出了制出了空间分辨力最优的立体视觉系统的参数设置方案。     

复杂曲面轮廓激光扫描三维视觉传感系统

本文在深入研究激光三角测量的基础上,提出了一种激光扫描反射式三维视觉系统,巧妙地解决了机械接触式测量难以克服的问题。     

回转类锻件视觉测量系统自标定

针对回转类锻件视觉测量系统标定问题,本文提出了一种基于被测对象自约束特征的系统参数自标定方法。首先,利用筒类锻件和支撑轴的回转特性,通过共轴截面曲线圆环点和极线约束建立摄像机系统内参数约束方程,求解测量系统所有内部参数。其次,在求得的内参数矩阵的基础上,通过锻件回转轴和截面图像的成像特点建立测量系统外参数方程,求解测量系统外部参数。实验结果表明,该方法只需利用被测对象自身几何约束,不需任何标定板和标定块,标定过程简单有效。     

激光二坐标测量装置显微视觉关键技术的研究

为满足二维线纹标准器高精度检测需求,研究了激光二坐标测量装置的显微视觉系统关键技术.分析了激光二坐标测最装置的工作原理和显微视觉硬件系统的构成,提出了一种基于方向链码的边缘特征点跟踪提取算法,实现了图像边缘快速精确提取,建立了两坐标系间的修正模型,提高了测量精度.实验验证二维线纹标准器线间距和线宽测量重复性的2倍标准差小于10 nm.     

双摄像机靶标成像视觉坐标测量方法研究

提出了一种利用手持式靶标实现双目视觉三维坐标测量的新方法,以靶标作为成像目标,利用靶标与被测面接触,通过分析靶标上已知特征点的成像变化,实现与靶标接触点的三维坐标测量,这一测量新方法,可以实现视觉系统外部参数测量中的自标定,并能实现遮挡点的测量,研究中利用空间透视变换建立了这一方法的非线性测量模型,介绍了基于Newton非线性迭代的测量方程的求解方法,以矩阵分析理论为基础,讨论了影响测量方程求解的因素,并提出了方法中重要部件手握式靶标上特征点分布的基本约束条件,通过数值计算分析了图像处理误差、有效焦距和基线标定误差对测量方法的影响,实验结果验证了理论分析的正确性和应用的可行性。     

工业动态跟踪测量的原则与技术特点

叙述了工业动态跟踪测量的特征和内容,提出了实现动态跟踪测量的基本目标和任务。并且介绍了测量的原理、原则、方法和虚拟坐标系的建立以及冗余测量配置与测量方法、测量系统的自标定、实用测量系统的技术特点等。最后对动态跟踪测量的发展趋势进行讨论。