全场视觉自扫描测量系统的研究

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1、全场视觉自扫描测量系统的研究全场视觉自扫描测量系统的研究摘要本文针对现代测量系统发展过程中对中小型零件快速测量的需求，以摄像机、激光器和振镜等设备为载体，在结合了线结构光视觉传感器现场标定技术的基础上，对全视场自扫描测量系统的工作原理和转换模型以及系统标定等问题，从理论和实践上进行了深入的研究和探讨，提出了一种新的现场标定及测点转换方法，并对该方法进行了硬件搭建和软件编程。最后通过对实物进行测量和误差分析，证明了该系统有较高的测量精度。本文的研究内容主要有以下几个方面：1．利用已有的线结构光传感器现场标定技术，结合对系统转换模型的分析，建立了摄像机的透视成像模型，并对

2、摄像机的畸变进行校正，完成对摄像机和系统初始状态的标定。2．提出全视场自扫描测头的三维测点转换模型。利用基于平面网格靶标的线结构光现场标定方法标定摄像机，并且标定线结构光与振镜的初始状态，然后利用振镜的转动角度确定振镜转动后反射光平面的位置，进而得到一种计算三维测点坐标的新方法。3．开发了全视场自扫描测量系统的控制软件。通过软件对各个硬件进行控制，可以实现摄像机标定、测量系统初始状态标定和测量等功能，并且可以对所测数据进行简单的处理、存储和实时显示。本课题设计的通过改变线结构光平面与振镜转轴夹角来实现对视场内被测零件的自扫描视觉禊4量的装置，通过振镜这种反射装置驱动光

3、平面在物空间傲扫描运动，使线结构光覆盖摄像机的整个视场。它将全视场白扫描功能封装在线结构光视觉测头内部，使扫描成为线结构光视觉测头的一项内置功能。它集光学三角法、非接触测量和自扫描测量的优点于一体，不但摆脱了依靠外部机构驱动的限制，而且极大地提高了测量速度和灵活性。本文的创新之处在于提出全视场自扫描测头的三维测点转换模型，并且提出了利用平面靶标对系统初始状态进行标定的方法。关键词：机器视觉；线结构光：标定；转换模型；全场视觉全场视觉白扫描测量系统的研究ResearchforFuII—fieIdAuto-ScanningMeasurementSystemAbstract

4、Accordingtothedemandforthemeasurementofmiddle-sizeandsmall·sizeaccessoriesduringthedevelopingprocessofmodernmeasurementsystems，andtakingthecamera,linestructuredlaser,galvanometerandetcascarriers，andcombiningthecalibrationoflinestructuredlightvisionsensor,thedissertationstudiesontheworki

5、ngelements,transformingmodelandsystemcalibrationofthefull—fieldauto·scanningmeasnrementsystemdeeplytheoreticallyandpractically,tryingtobringforwardacreativemethodoncalibrationandmeasureddotstransformation,andproveitthroughhardwaredesigningandsoftwareprogramming．Atlast,throughthemeasurem

6、entforrealobjectsandtheanalysisfortheeITOFS，it’Sprovedtheprecisionofthistheory．nlcmainandcreativeworkinthedissertationconsistsofthefollowingaspects：1．Usingtheknowncalibrationmethodforlinestructuredsensor,andcombiningtheanalysisofthesystemtransformationmodel，thispaperbuiltupthemathematic

7、almodeloftheCCDcameraandcompensatedaberrationerror,andfinishedthecalibrationofcameraandsysteminitialstate．2．nispapercreativelybroughtupthe3Dtransformationmodelofthefull-fieldauto—scanningmeasurementsystem．111einitialstateoflinestructuredlaserandthegalvanometerWasestablishedafte