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《半径约束最小二乘圆拟合方法及其误差分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、光电子·激光第17卷第5期2006年5月Vol.17No.5May2006JournalofOptoelectronics·Laser3半径约束最小二乘圆拟合方法及其误差分析33刘珂,周富强,张广军(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100083)摘要:针对基于线结构光视觉检测类圆工件三维测量中的光条圆弧特征数据所占整圆比例偏小,提出了基于半径约束最小二乘圆拟合方法。详细地分析了样本特征数据噪声对圆心定位精度的影响,并进行了仿真实验。实验结果表明,在光条圆弧特征数据所占整圆比例偏小的条件下,半径约束最小二乘圆拟合方法可以有效地提高圆中心定位精度。关键词:最小二乘法;半径约
2、束;圆拟合;线结构光;误差分析中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:100520086(2006)0520604204RadiusConstraintLeast2squareCircleFittingMethodandErrorAnalysis33LIUKe,ZHOUFu2qiang,ZHANGGuang2jun(SchoolofInstrumentScience&OptoelectronicsEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAs2tronautics,Beijing100083,China)Abstract:Int
3、heprocessof32Dmeasurementoftheworkpieceinshapeofarcwithstruc2turedlightvisionsensor,featuredataofthestructuredlightarcisinadequatecomparedwiththewholecircle,whichresultsinthelocationofthecirclecentrebeingoflowpreci2sion.Least2squaresmethodbasedonradiusconstraintisproposedinthepapertosolvethepr
4、oblem.Influenceofthenoiseinsampledatatheonthelocatingofcirclecentreisana2lyzedindetail,andsimulatedexperimentsareimplemented.Resultsofexperimentsshowthatunderthecircumstancesthatfeaturedataofthestructuredlightarcisinadequatecom2paredwiththewholecircle,themethodproposedabovecanimprovetheaccurac
5、yofcirclefittingefficiently.Keywords:least2squaresmethod;radiusconstrained;linestructuredlight;analysisoferror拟合是圆中心定位的关键问题之一,常用方法包括霍1引言[1～5]夫变换法和最小二乘圆拟合法。各种零部件定位圆孔几何中心的定位精度对零在类圆状物体的视觉三维测量中,实际的情况往部件的成功安装以及物体的整体定位,有着重要的意往是获得的圆弧只占整个圆的小部分,而且提取圆弧义。基于线结构光视觉检测的圆中心定位是一种三上的特征点存在噪声。因此,采取一般的最小二乘圆维非接触式测量
6、方法,具有大量程、非接触、速度快、拟合方法所得拟合结果精度不高。然而,当物体制造系统柔性好和精度适中等优点,广泛应用于在线和现和设计加工中圆半径已知或者可以预先通过其他测场实时测量等过程。进行圆中心定位的基本方法为:量手段获得时,则在圆的拟合过程中,已知的半径可从图像边缘检测所得数据进行圆的拟合,或者将边缘以作为一种约束参与运算,以提高拟合精度。数据转换为三维空间数据进行圆的拟合。因此,圆的本文在最小二乘圆拟合方法的基础上,在一定范收稿日期:2005208209修订日期:20052122033基金项目:国家自然科学基金资助项目(50375012)33E2mail:1kea@aspe
7、.buaa.edu.cn第5期刘珂等:半径约束最小二乘圆拟合方法及其误差分析·605·围内加入半径约束,用来约束圆的拟合过程。仿真和检测中,光条圆弧所占圆比例很小,且光条上特应用试验表明了其有效性,并对于影响拟合精度的因征点测量存在误差。在这些因素的影响下,利用常规素进行了分析,试验仿真了各因素对于拟合误差的方法进行圆弧定位的精度并不理想。从系统工作的贡献。原理来看,提取的圆心作为检测对准点,其精度直接影响到磨耗测量的精度。在此,利用圆半径已知或可2圆中心定位及半径约
