用于三维成像的激光传感器旋转扫描系统

以实现物体三维成像为目的,设计用于三维成像的激光传感器旋转扫描系统。激光传感器采集物体光条图像,将光条图像传到上位机,使用旋转扫描测量模型获取物体光束的三维空间坐标数据,使用OpenGL开发图形库构建物体三维云图,将光条图像按照3D轮廓扫描顺序获取物体红、绿、蓝分量,将这些分量与物体3D空间坐标数据整合后,完成物体三维云图着色。实验结果表明：该系统具备较丰富的伺服控制功能,且标定物体光平面坐标误差仅为0.005 mm;物体三维成像逼真度较高,与实物颜色较为接近,三维成像效果优秀。     

激光共焦扫描显微镜中基于体绘制技术的三维重构

激光共焦扫描显微镜(LCSM)是一种典型的高新技术光电仪器，利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。本文研究了典型的体绘制方法并根据LCSM系统采集到的图像特点提出了适用于LCSM系统三维重构方法。     

三维激光倒置扫描关键技术研究

对比常规三维激光正置扫描技术,研究了三维激光倒置扫描关键技术.研究倒置扫描入射角技术,确定了硬件三脚架倒置安装条件,满足合理的扫描入射角,达到点云的较好采集效果.在软件方面研究了高效自动去除噪点技术,实现倒置扫描噪点的自动高效去除.通过试验比较,采用三维激光倒置扫描关键技术,能够较好实现倒置扫描且扫描效果较好,降低了现...     

基于深度学习人体三维模型重建的人体参数识别

文章对服装行业个性化市场带来的人体参数测量问题进行了研究,利用二维图像重构人体三维模型,解决了激光3D扫描仪、深度摄像头矩阵设备巨大与操作难度较大的问题.开创性地提出了利用相似度对比神经网络对人体三维模型2D平二维形状描述子与二维采集人体轮廓对比的方法得出相应具体人体类灰度图像,利用类灰度图像通过三维模型重建网络重构人...     

一种基于2D激光雷达的扫描系统标定方法

利用二维激光雷达以及转轴搭建的快速三维扫描系统由于雷达光心点与系统转轴中心通常不重合,因此需要进行系统的标定。本文基于LMS500二维激光雷达搭建了一套三维激光扫描系统,在分析了核心部件LMS500激光传感器测量误差的基础上,采用一种简单易行的方法完成了三维系统主要参数的标定,获得了扫描系统的数据转换公式。最后进行了阶梯轴零件的扫描并获得了较好的实验结果。     

基于条纹式激光传感器与机器人的扫描成像系统

提出了一种以条纹式激光传感器和工业机器人为平台对工件进行扫描检测并对其轮廓进行成像的系统方案。条纹式激光传感器移动式扫描工件获取工件轮廓的三维点云数据,然后结合特定的算法对点云数据进行去噪、插值、插补处理,使得点云数据能更加真实地反映工件的客观形貌,最终根据点云数据的信息生成工件轮廓的二值化图像。在实验中成像精度能达到0.1 mm 级,从而在某些特殊的工业场合替代传统的CCD 相机实现对工件的成像及检测定位,解决了传统CCD 的抗干扰能力不足的问题。     

线结构光三维传感器扫描方向标定方法

线结构光三维传感器需要结合扫描机构才能对物体进行三维重构,在使用前需要对扫描方向进行标定。由于各个标定图像的清晰度不同,传统标定方法会多次引入噪声,降低了标定精度。为了减小由图像清晰度不同多次引入的噪声,本文提出了基于联合估计的扫描方向标定方法。在标定过程中,需要使用位移台将平面靶标移动一个固定的距离,使每个拍摄位置处的靶标相对相机坐标系的旋转矩阵相同,同时平移向量的变化由位移台的运动步长约束。通过对旋转矩阵和平移向量增加约束,将平面靶标上的二维特征点拓展为三维特征点;联合所有标定图像进行统一的单应性估计,减小了由图像清晰度不同多次引入的噪声。通过测量量块尺寸进行了验证实验,实验结果表明：所提方法的测量误差相比传统方法减小了约30%,而且所提方法具有更好的重复性。所提方法实现了线结构光三维传感器扫描方向的高精度标定,减小了传感器三维重构的误差。     

基于图像分割的点云去噪方法

在基于结构光条纹投影的三维形貌测量中，由于环境等各种因素的影响会产生各种噪声。在现有的点云去噪方法中，通过分析三维空间和点云的几何关系进行点云噪声的去除存在计算复杂、效率低等问题。为了提高点云精度和点云去噪的速度，提出了一种基于图像分割的点云去噪方法。首先，根据结构光条纹投影重构的三维点云建立二维点云映射图像；其次，利用图像阈值分割方法和区域生长方法对二维点云映射图像进行图像分割；然后，对分割出的噪声区域进行记录并去除；最后，对新的二维点云映射图像重新进行三维重建得出去除噪声的点云。实验结果表明，经过该方法处理后点云精度可以达到99.974%，去噪时间为0.954 s。所提方法可以有效去除点云噪声，避免在三维空间进行复杂的计算。     

体绘制技术在激光共焦扫描显微镜中的应用

激光共焦扫描显微镜 (LCSM)是一种高精度显微测试仪器 ,利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。本文研究了LCSM系统数据场的体绘制方法并应用在LCSM系统中。实验结果表明此方法用于LCSM系统 ,能够生成逼真的三维图形。     

基于多个线激光传感器旋转扫描的铸钢车轮在线三维测量技术

提出一种基于二维轮廓数据的旋转扫描系统标定方法。分别对每个传感器采集的二维轮廓数据提取关键特征,通过建立特征间的匹配关系来实现多传感器相对位姿的精确标定;利用激光平面、标靶和转轴三者的几何约束关系来求解转轴的初始解,同时根据标靶的几何尺寸建立目标优化函数,迭代求解出转轴的精确解。实验结果表明,系统测量精度可达0.08 mm,测量时间为20 s,所提方法不仅可替代人工检测,实现车轮尺寸的在线测量,还可以推广应用到其他大型回转体三维测量中。     

基于CIS与ARM9的条码图像采集系统

介绍了一种基于接触式图像传感器（Contact Image Sensor,CIS）的条码图像采集系统,实现了图像分辨率的动态可调。系统采用CIS实现行扫描,配合光电旋转编码器及减速电机组成的运动平台完成整幅图像数据的采集。可根据条码尺寸大小动态调整扫描长度,从而减少了大量无用信息的采集。该系统可广泛应用于二维条码识别、纸币序列号识别等各种对图像细节比较苛刻的场合,能够较大地提高识别效率。     

复杂反射率物体三维测量方法研究

针对复杂反射率物体在三维测量中,激光条纹图像曝光程度差异问题,提出一种自适应多曝光获取三维点云的方法。该方法根据所研制采集系统的成像原理,拟合出视觉传感器成像函数。将初始条纹几何中心反射率突变点设为基准点,并对复杂反射率物体上的条纹信息按基准点进行分段采集;根据各分段区域反射率均值计算相应自适应曝光参数;按基准点融合所采集的激光条纹信息。测量平台采用步进运动,实现物体整体扫描。应用二次拟合重心法提取条纹中心坐标,生成三维点云信息。经实验验证,自适应曝光准确率高于90%,条纹能量集中度大于5,三维点云均方根误差低于0.3 mm,该测量方法有效解决了条纹图像过曝光或欠曝光问题,可在动态下实现复杂反射率物体三维测量。     

一种适用于激光共焦扫描显微镜的体绘制

激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)主要运用于生物医学研究,利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。主要研究了LCSM系统数据场的体绘制方法,根据其数据场特点,提出了最大值绘制算法。实验结果表明,此方法适用于LCSM系统,能够生成逼真的三维图形。     

基于深度卷积神经网络的激光三维图像重建方法

针对当前的激光三维图像重建方法存在的精度低、效果差，耗时长等难题，为了提高激光三维图像重建效果，提出基于深度卷积神经网络的激光三维图像重建方法。首先采集待重建激光三维图像，采用去噪算法对激光三维图像进行去噪操作，并对去噪处理后的激光三维图像进行增强操作，改善激光三维图像视觉效果，然后采用深度卷积神经网络对激光三维图像进行激光三维图像重建，最后进行了多幅激光三维图像重建仿真测试，结果表明，深度卷积神经网络的激光三维图像重建精度超过93%,重建后激光三维图像质量得到提升，激光三维图像重建时间控制在40 ms以内，可以快速实现激光三维图像重建结果，同时重建后的激光三维图像整体效果要明显优于当前经典重建方法，具有更加广泛的应用前景。     

图像平滑在地面激光点云与影像融合中的应用

针对地面激光点云与影像数据的融合,提出一种利用激光点云反射强度值将点云三维数据化为二维图像信息,根据图像的情况从多种图像平滑的方法中利用图像客观质量评价选择出一种最优的图像平滑的方法将激光反射强度图像进行去噪,最后利用激光反射强度图像与影像的匹配得到同名点,从而实现激光点云数据与影像数据的配准达到数据的融合。     

基于Kinect景深数据的头部检测方法

提出了基于景深数据的头部检测方法,该方法利用微软公司最新推出的Kinect Xbox360图像传感器采集的景深数据,经过二维倒角匹配和三维头部模型两个步骤,完成了人体头部图像的检测。     

旋转二维激光雷达测量系统及其标定方法

为了实现利用单个二维激光雷达获得被扫描物体 的三维信息,提出了一种旋转二维激光雷达三维 扫描测量系统及其标定方法。确定了系统的组成和扫描测量原理,建立了系统的数学模型。 针对现有激光 雷达扫描测量系统参数标定方法不能线性求解的不足,提出了一种基于特定结构标定件的系 统参数线性标 定方法,分析了该标定方法的原理及步骤,并通过上述原理建立线性方程组实现了系统外参 数的求解。组 建了实验系统,制作了标定件和被测量件,利用标定后的激光雷达测量系统对被测量件进行 扫描。实验结 果表明,旋转二维激光雷达测量系统测量值和三坐标测量机对应测量值之间的最大差值为6.84mm,在二维 激光雷达测量误差±30mm之内,完全满足实际测量精度要求。     

基于主动式全景视觉的管道形变检测及重构技术的研究

研究了一种采用主动式全景视觉传感器(ASODVS)的 管道内表面全方位检测方法。基于主动式全景视觉检测原理, 提出了一种能够快速、全方位获取管道内壁三维点云信息,实现视觉检测管道形变的全景激 光视觉系统; 利用携带有ASODVS的爬行机器人进入管道内部,采集激光横断扫描全 景图像;然后根据提 取的管道内壁三维点云数据计算最小直径、横断面面积等几何特征判断变形率;最后根据三 维点云圆周分 布的特征,采用三角格网模型进行三维重构。实验结果表明:基于主动式全景视觉的管道内 壁全方位检测 系统能够实时完成对管道凹凸形变的检测和识别,并恢复管道内壁的三维形貌,具有较高的 检测精度。     

基于激光点云数据的三维运动图像重构技术北大核心CSCD

为了解决三维运动图重构时存在的重构测量距离与实际距离误差大、激光点云数据数量多和重构图像清晰度对比低的问题,提出了基于激光点云数据的三维运动图像重构技术,通过配准多帧激光点云数据,从中获取激光点云数据集,再采用平面拟合方法对激光点云数据集实行去噪处理,最后利用曲面重构法完成对曲面模型的拟合,实现三维运动图像重构。实验结果表明,通过对三维运动图像重构进行测量距离与实际距离的对比、激光点云数据数量的对比和测量图像与实际图像清晰度的对比测试,验证了三维运动图像重构技术的实用性高。     

基于LabVIEW的高速三维扫频光学相干层析成像系统

研制了一套高速三维扫频光学相干层析(SS-OCT)成像系统。该系统基于快速扫频激光技术,轴向扫描速率可达50KHz。为了缩短开发周期,系统软件部分采用LabVIEW和Matlab混合编程,实现了模块化设计,主要包括时序控制、数据采集、数据处理和图象重建,界面友好并方便维护。系统基于K线性时钟触发的数据采集模式,无须额外的光谱标定,可以实现实时等波数间隔的干涉光谱信号采样。实验测得系统的轴向分辨率为8.9μm,灵敏度在整个成像深度范围保持在100dB以上。系统可以实现二维OCT图像的实时显示和1.8s内三维OCT图像的采集。利用研制的SS-OCT系统,成功获得了手指和苹果果皮的在体二维和三维图像。三维OCT图像可以显示出指纹特征,而在二维手指图像上很难看到。