结构光三维视觉测量关键技术的研究

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1、万方数据第25e第1期，—。。盏翟鎏纛，：。苎；赢盏。。⋯．，文章编号：1674—68“(2010)01—0001—05结构光三维视觉测量关键技术的研究吕乃光1，孙鹏1，娄小平‘，韩建栋’(1n自§‰Ⅻ＆m目miAg№自#《1001％，2ni目自##女々^自自n自a自I《#＆#自100I％，3mi女}*#mS*目＆$$＆．uI目±《030∞,6)摘要：结构光作为一种主前式、非接触的三维视觉剥量新技术，在逆向工程、质量挂剥、数字化建模等领域具有无可止扭的优势，琦提高结构耙视觉测量的精度、自动化程度，在一些关键

2、技术上提出T有鼓的方法；并设计T基于标志点的数据拼接技术和移动式姑柳光三堆视觉测量系统，扩大7姑柯光系统的剐量范围；最e舟绍7测量点云数据后期处理方自的研究成果，关键词：结构光；二维测量；拼接；点云处理中国分类号：TP391文蘸标志码：AKeytechniquesfor3-DstructuredHghtphotogrannnetryLnNai—g㈣*1，SUNPeng‘，LOIJxi帅-pin91，HANJiand。”f(1M1q№Lt“qM“m⋯dGmtwl㈣“taxi『Ele-'cdcal目一，B¨I％

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5、edatlⅡtKeywords：st”cturedlight；3⋯D⋯en‘；”目“o”；point—cloudpr—sing0引言结构光测量系统主要由结构光投射装置、摄像机、图像采集及处理系统组成。划量原理是向被测物体投射一定结构的光模型．如点光源、线光源、十字光条、正弦光栅和编码光”-J]，结构光受被铡物体表面信息的调制而发生形变，利用图像传感器记录变形的精梅光条纹图像，并结合系统的结构参数米莸取物体的三维信息。投达国家较早展开了在结构光测量领域的研究工作，在精度、速度、操作性方面都达到了较高水平，相应

6、诞生了一系列成熟的商业化测量系统，如德国GOM公司的A【佣系列流动式光学扫描仪，利用视觉测量定位技术和物理光栅进行投宝瞽精度达到002mm，并可自动实现不同视角点云数据的自动拼接；日本柯尼卡一姜能选公司的Vivid9i系列三维扫描仪．使用澈光三角测距原理，通过光源发射出的激光隶扫描物体，精度可达005mm，同样可安现工件不同部位点云数据的拼接。在国内．很多科研机构和学校，例如：北京航空航天大学、天津大学、四川大学和西安交通大学等，也开展丁相关的研究．并有相应的产品问世。结构光测量技术已经广泛直用于零部件的逆

7、向工程、质量检测、数字化文物、虚拟现实、整形医疗等《i目Ⅻ∞10埘珈#±m目：“§mm*自#{＆^t*#”Ⅻ☆∞m目(畔M蜊』1"H』‘蚓4)；月g自##{￡±《日／S06：S0lS)*}∞nBD^(1944一)，月，女女％$^，#＆*±±}"．±*M$∞B光芈m自＆q*蝴t#$*i口¨日A万方数据2北京信息科技大学学报第25卷各种领域。但是，由于处于起步阶段，我国结构光精密测量技术的研究(特别是设备研制)和国际上还有较大的差距，高精度的测量设备主要靠进口，且价格昂贵，这对我国的现代化工业发展非常不利。北京

8、信息科技大学“视觉测量技术研究”团队在结构光测量的一些关键技术上进行了深入研究，进而提高结构光测量的精度、自动化程度，并实现大尺寸三维测量中数据的自动拼接和处理。1线结构光传感系统的现场标定线结构光系统一般是由光投射器、摄像机以及角度扫描设备组成，激光经过柱面镜投射出一光平面到被测物体表面，受被测物体表面的深度信息调制，摄像机采集变形光条图像，计算光条纹中心各点坐标，根据投射器与摄像机之间的三角位置关系，从变形条