基于编码结构光的视觉三维测量系统软件设计

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1、中文摘要摘要随着计算机和信息等现代科学技术的发展，以机器视觉为代表的现代检测技术也取得了根本性的进步。光学与视觉相结合的检测模式，由于所具有的非接触、无破坏等优点，正在逆向工程技术领域为人们所接受，这些技术在工业检测、文物保护、刑侦医疗等领域也正在得到越来越广泛的应用。基于上述技术背景，本研究采用编码结构光测量法和计算机图像处理技术研制出了一套光学三维扫描系统，开发出了系统软件，实现了对三维物体的测量。主要工作及贡献概括如下：l、在编码结构光的投射原理的基础上加入相移增加了所能获取的信息量。给出了改进系统的标定方法；2、搭建了三维测量实验平台，编制了一套控制图像采

2、集、系统标定、图像处理和三维点云显示的软件，实现了标定和测量的自动化以及测量结果的实时显示；3、针对测量精度不高的问题，优化了图像处理的算法，提高了测量的精度。并加入了对三维点云数据的后处理环节；4、在所搭建的实验平台上通过对多个物体的检测实验，验证了所开发的三维检测结构的有效性，并分析了影响测量精度的主要因素。本论文所做的工作完善了编码结构光三维测量系统，为以后更加深入的研究提供了完整的试验平台。关键词：编码结构光；三维测量；标定；软件设计；图像处理；英文摘要AbstractWiththedevelopmentofcomputersandinformatione

3、tc．modemscienceandtechnology,obviousprogressofmodemmeasurementtechnologiessuchasmachinevisionere．ishappening．Themeasurementapproachesthatarebasedonopticsandvisionarebeingacceptedinreverseengineeringtechnologyfieldduetoitsnon-contactandnondestructivefeature．Thesetechnologiesarebeinguse

4、dininspectionofmanufacturingormachining，antiqueprotection，medicalsystemandSOon．Theresearchmotivationofthethesisisbasedonabovetechnologybackground．Contributionsofthethesisincludethefollowing：1．Forgettingmorereconstructioninformation，GrayCode+PhaseShiftingmethodWasused．Systemcalibration

5、methodandsomekeyproblemswerediscussedindetail．2．Three-dimensionalmeasurementtestingbedWasestablishedandthesoftwarewiththefunctionsofimageacquisition，systemcalibration，imageprocessingandpointcloudsdisplayingdeveloped．Fromthepresentedsoftwarepackage，thecalibrationcanbedoneautomatically,

6、also，themeasurementresultcanbetrackedreal．time．3·Forimprovingmeasurementprecision，anoptimalalgorithmforimageprocessingwaspresented，andsomepointcloudpost-processingfunctionwasaddedintothepackage．4．Someobjects谢mdifferentsurfacestructureweremeasuredfromthetestingbed，theeffectivenessofthe

7、presentedsystemaredemonstratedbythesuccessfulresults．Theaccuracyanalysisisgiven．Theworkofthisthesisimprovedthecodedstructured．1ight3Dmeasarementsystemandprovidedacompleteexperimentalbedforthefuturework．．KeyWords：Codedstructured-light；3DMeasurement；Calibration：SoftwareDesign：ImageProce

8、ssing