双目视觉风洞测量系统实现的关键技术研究

为了实现高温风洞内防热材料动态烧蚀变形的高精度测量，设计了由主动投射线结构激光、移动高速相机平台和同步控制系统组成的双目同步采集测量软硬件系统。重点研究了对双目视觉测量系统精度和速度影响重大的相机标定、相机同步、图像纹理特征匹配等一系列关键问题。提出了工程上实用的标定方法和准则；基于线结构光主动投射和高速相机，将传统图像幅面特征匹配约束到特征线匹配上来，降低了匹配难度；使用局部搜索改进了传统灰度重心法，不仅加快了线结构光光条中心线的提取速度，同时过滤了部分杂光干扰，提升了图像质量。基于上述方法实现的高速同步触发的双目测量系统目前实现了对常温物体的精确测量，在工况为：待测物距为1 200 mm-1 500 mm,扫描幅面为200mm×200 mm,扫描间隔精度为1 mm时，完成一次扫描用时1 s,距离精度为±1 mm,且残差呈正态分布。