线结构光双目传感器钢坯轮廓测量标定方法

针对现有线结构光轮廓尺度测量系统标定方法对环境要求高、设备昂贵、标定过程复杂等问题,提出了一种基于网格平面标定板的现场标定方法。该方法主要特点是不需要复杂的标定模型和高精度的辅助设备,只需要将2 mm宽和高的矩阵状标定板置于需要测量区域,通过角点检测求出基于同一个世界坐标系的标定参数,并完成对双目摄像机标定系统误差校正,最后把测量系统统一到一个图像坐标系。该标定方法应用于钢坯轮廓尺度测量中,实测数据表明其具有较强的鲁棒性和可行性,测量误差为0.05 mm。     

利用齿形靶标标定线结构光传感器结构参数的新方法

本文建立了线结构光传感器数学模型，并在基础上提出了一种新的、高准确度的线结构光传感器结构参数的标定方法，该方法利用简单的齿形靶标的一维移动，以确定交平面与摄像机间的位置关系。     

线结构光视觉传感器机器人手眼关系标定

为实现对工业机器人手眼关系的标定,提出一种基于线结构光视觉传感器的手眼关系标定方法。该方法在标定时,将一个平面靶标作为参考物固定在工业机器人工作空间内,控制工业机器人末端运动以带动线结构光视觉传感器作多组变位姿运动,获取在不同位姿状态下的平面靶标图像并对其进行图像处理。通过对图像上固定特征点的测量,以及建立线结构光视觉传感器模型和手眼关系模型实现对线结构光内参数和手眼关系的标定。用棋盘格标定板进行测量实验验证,实验结果表明该方法准确度为0.036 mm,即优于40μm,可用于工业机器人的测量应用。     

大视场线结构光视觉传感器的现场标定

针对大视场线结构光视觉传感器的现场标定,提出了一种基于自由组合一维靶标的标定方法。自由组合多个一维靶标并固定,其中每个一维靶标至少包含3个共线特征点。靶标在传感器测量空间内自由摆放至少两次。以一维靶标两两之间夹角恒定为约束求解摄像机内部参数;由一维靶标消影点性质和特征点之间距离约束,求解各特征点在摄像机坐标系下的空间坐标;根据交比不变计算光平面与各一维靶标交点的摄像机坐标,拟合出光平面方程。实验表明,该方法可获得与平面靶标相当的标定精度,具有靶标加工容易、精度高、摆放次数少的特点,适合大视场线结构光视觉传感器的现场标定。     

基于线结构光传感器的工业机器人运动学参数标定

针对工业机器人绝对定位精度较低问题,提出一种基于线结构光传感器的工业机器人运动学参数标定方法.首先,将线结构光传感器固定安装在机器人末端,建立传感器测量模型,然后建立机器人运动学模型,通过手眼关系将传感器模型与机器人模型连接组成完整的标定系统模型.其次,使线结构光传感器在不同位姿下对某一固定点进行测量,得到该点在机器人...     

用“消隐点”法标定线结构光三维视觉传感器

提出了一种以线结构光为基础的三维视觉传感器，并根据所建立的数学模型，结合传感器的实际使用情况，提出用“消隐点”法对该传感器结构参数进行标定，该标定方法装置简单，速度快，在保证精度的同时简化标定的过程实验证明“消隐点”法是一种高效，实用的视觉传感器标定方法。     

基于单应性矩阵的线结构光系统简易标定方法

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。     

线结构光传感器标定不确定度估计

分析了标定样本数据的不确定度对线结构光传感器标定精度的影响,利用矩阵扰动理论和一阶不确定度分析理论,给出线结构光视觉传感器模型中映射矩阵参数不确定度的评估方法,并建立了从标定样本数据不确定度到标定不确定度的传播模型。利用蒙特卡洛统计法进行了仿真验证,结果表明所建立不确定度传播模型的有效性,为线结构光传感器标定精度的评估提供了依据。     

结构光视觉测量系统标定算法研究与实现

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.     

标定十字结构光传感器的新方法

建立了基于十字结构光的视觉传感器的数学模型,提出了一种基于自由移动平面靶标的十字结构光传感器参数的简易标定方法。在自由移动的平面靶标上建立局部世界坐标系,将通过交比不变方法获得的两个光平面上特征点的局部世界坐标,变换到摄像机坐标系,从而获得已知三维的标定特征点。利用构建的分别位于两个光平面上标定特征点,可以实现工作状态的十字结构光传感器参数的优化估计。该标定方法降低了标定设备的成本,简化了标定过程,为十字结构光传感器的工程化应用奠定了基础。通过对圆的直径和中心坐标的测量实验,结果表明,该方法切实可行。     

基于线结构光的空调四通换向阀高度测量

为提高空调四通换向阀高度测量的精确度以及加工焊接的效率,提出一种基于线结构光的四通换向阀高度测量方法。通过计算机视觉技术搭配线型结构光获取四通阀的表面形貌特征,基于结构光三维测量原理得到被测工件表面各点的实际位置坐标,从而实现四通换向阀的高度测量。实验研究表明,线结构光法测量结果稳定,并能得到较高的精确度,所得高度的误差小于0.5 mm,满足零件的加工要求。该方法可完成物体表面轮廓的三维重建,克服单目视觉测量过程中丢失被测件深度信息的缺点;并能实现四通换向阀生产线上工件的自动化检测加工,因而避免传统人工测量引起的低效、易疲劳等问题。     

基于线结构光的柴油机缸盖三维形貌测量

为了获取某种型号内燃机工件的三维形貌数据,设计了线结构光非接触方式的移动扫描测量系统。探索出了以虚拟双目立体视觉原理为理论基础的相机光心平移轨迹所在直线的方向余弦标定的实现方法,从而确定由系统中各局部坐标系变换到系统全局坐标系的旋转矩阵R和平移向量T,进而求出系统中各个局部坐标系原点在系统全局坐标系下的坐标值,最后得到相机光心移动轨迹所在直线的方向余弦。探索出利用相机的移动距离及方向余弦将局部坐标系数据转换至全局坐标系的计算方法,扫描获取了某种型号柴油机缸盖的三维形貌点云数据,在此基础上设计算法从中提取出气道口的中心坐标,测量精度较高。采用逆向工程软件对工件进行了表面重构,结果与实际表面特征信息吻合良好。     

多线结构光堆积物三维测量方法研究

针对在工业生产中,需要对各种体积大小的堆积物进行测量,以判断生产计划的执行程度或库存量的问题,该文提出利用基于多线结构光的堆积物三维测量方法,在传送带上通过累加测量小堆积物体积,实现大型堆积物体积快速测定。该方法具体实现步骤是使用一条装有25条平行激光器的移动滑台水平匀速运动,摄像机拍摄带有待测物体表面深度信息的畸变光条,利用OPENCV对图像进行处理,通过Steger光条中心提取算法和改进的深度计算公式,对采集到的图像进行深度计算,分别计算出各个光条像素点的空间坐标,得到点云数据并进行重构分析。实验结果表明,该方法的检测相对误差为2%以内,可实现堆积物的体积三维非接触式动态实时测量。     

一种面结构光投影仪的标定方法

目的 研究并提出一种简单的面结构光投影仪的标定方法,结合试验搭建的测量平台,实现对饮料瓶、易拉罐、瓶盖等形状规则的包装件以及轮廓复杂人脸的准确测量。方法 首先借助二维灰度棋盘格标定板并采用张正友法标定好摄像机,再向标定板投影设定好的黑白棋盘格图案,然后结合图像阈值分割和形态学操作方法获取相机捕获投影图案的特征点坐标,最后使用标定好的摄像机参数来标定投影仪。结果 文中提出的标定方式相对操作简单、成本低,且在x和y方向的重投影误差基本都小于1个像素。结论 测量实验结果表明,文中标定方法能保证对人脸模型较理想的测量精度,有较好的应用范围。     

一种基于线扫描相机的手眼标定技术

提出一种以固定点变位姿的方法标定线激光扫描相机与机器人的手眼关系,该方法分为两步标定出手眼矩阵,采用直径已知的标准球作为固定点靶标,首先控制机器人以平移的方式运动至少3次,然后机器人任意位姿运动至少4次;每次运动后用机器人末端执行器上安装的线激光扫描器扫描靶球,获取靶球表面轮廓上一列点云,对点云进行空间圆拟合,进而求出靶球的球心空间坐标;最后根据约束关系可列出方程,用最小二乘法或者奇异值分解求解手眼关系。实验结果表明:该方法快捷有效计算量较小,标定精度在0. 2mm左右,可以用于线激光扫描相机与机器人现场手眼标定。     

基于线结构光的角钢截面几何参数三维测量

针对人工检测角钢效率低、出错率高的问题,研究一种基于机器视觉测量技术的非接触检测方法,即利用线结构光扫描的角钢截面几何参数的测量方法。采用张正友标定法和最小二乘光平面拟合法完成测量系统的标定,通过线结构光三维扫描技术获取物体的原始三维点云数据,然后对经过配准、去噪以及简化处理的原始点云数据进行三维重建,得到物体三维几何模型。结合测量系统标定,提取角钢截面边宽度、边厚度、内圆弧半径3个参数。按国家标准对角钢截面几何参数进行图像测量,测量误差在±0.15 mm范围之内,实验结果表明采用该方法实现对角钢截面参数测量是可行的。     

基于线结构光的轮廓传感器的研究

自动化生产程度和产品质量的提高，对计量检测手段提出了更高的要求，视觉检测技术的发展适应了这一需求。结构光视觉系统为许多空间三维物体的检测问题提供了可行的解决办法。     

基于线结构光的轮廓传感器的研究

自动化生产程度和产品质量的提高，对计量检测手段提出了更高的要求，视觉检测技术的发展适应了这一需求。结构光视觉系统为许多空间三维物体的检测问题提供了可行的解决办法。针对外观轮廓检测的需求，本文研究了一种基于线结构光的轮廓传感器，建立了线结构光垂直投射方式的数学模型，提出了传感器的局部校准方法参数逼近法，以及适应工厂生产环境的整体校准方法，实现了线结构光传感器轮廓传感器。实验证明，轮廓传感器的性能已达到设计要求。本传感器已用于Ａｕｄｉ—１００型轿车白车身的检测。     

结构光三维测量系统精度分析及验证

文中建立了结构光测量系统数学模型,并分析了结构光测量精度的影响因素。同时在结构光光条图像处理中改进了原有方法,使用了一种新的快速光条中心提取算法。文章通过设计标准板进行了精度检测实验,分析了系统对标准宽度和深度的测量精度。实验结果表明,该测量方法对深度的检测精度优于0.2 mm,对宽度的检测精度优于0.3 mm,可以满足亚毫米级微小变形检测的精度要求,是一种有效的微小变形检测和三维测量方法。     

双视角三维测量系统同时标定方法

针对现有标定方法在相机无公共视场情况下的局限性,本文提出使用双平面标定板对双相机进行同时标定的方法.通过推导两个相机与两个标定板间的坐标变换,将待标定相机与参考相机的相对位姿关系的求解转换为较为成熟的手眼标定方程求解.通过实验验证:该方法可实现双相机的同时标定,且方法的绝对误差不超过0.089 mm,较为可靠;在双视角...