光栅投影双目立体视觉测量方法的研究.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32014年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2014文章编号：1001—2265(2014)03—0O96—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．03．025光栅投影双目立体视觉测量方法的研究术刘江，梁美芹，刘晓明(北京科技大学机械工程学院，北京1130(O3)摘要：为实现逆向工程的实物数据采集，搭建了光栅投影双目立体视觉采集系统。投影仪投射编程生成的正弦光栅到物体表面，两个摄像机平行放置采集变形的光栅图，进行图像预

2、处理，利用格雷码和相移结合的方法获得相位值，以此为据进行左右图像立体匹配，结合系统标定获得的内外参数利用视差原理计算出三维空间坐标，从而完成实物的数据采集。关键词：正弦光栅；相移法；格雷码；立体匹配；系统标定中图分类号：TH165；TG65文献标识码：AAcquisitionMethodResearchofParallelStereoBinocularVisionBasedonlineFringeProjectionLIUJiang，LIANGMei-qin，LIUXiao—rnjI(SchoolofMechanicalEngineering，Universi

3、tyofScienceandTechnologyBering，Beijing100083，China)Abstract：ToacquirethedataofrealobjectintheReverseEngineering，theparallelbinocularstereovisionsys—tembasedonfringeprojectionWasbuilt．ThesinusoidalgratinggeneratedbyprogrammingisprojectedtotheStf-faceoftheobjectbyprojector．Thedeformed

4、gratingimageiscollectedbytwocameraswhichaleparallellyplaced．Withthepreprocessingoftheimage，thephasevaluecanbeacquiredusingthephase—shiftmethodaswellasgraycodeandthestereo—matchingofthetwoimagescanbeachievedbasedonthepreprocessing，SOthethreedimensionalcoordinatecanbefiguredoutbytheus

5、eofBinocularParallaxtheoryaswellasinternalandex-temalparametersobtainedfromsystemcalibration，andinthisway，thedateacquisitionoftheobjectCanheac—complished．Keywords：sinusoidalgrating；phase-shifting；gray；stereomatching；systemcalibration物体之间构成一个三角形。在两个摄像机已立体标定0引言的情况下，两摄像机的位置关系是已知的，再利用相似

6、随着数字投影技术和计算机视觉理论的快速发展，三角形的关系便可得到两摄像机公共视场内的特征点光栅投影的双目立体视觉测量已成为三维视觉测量的一的三维坐标。个重要方面，在逆向工程中具有广泛的应用前景，特别是在长度超长的大型构件测量中。光栅投影双目测量系统是利用计算机编程生成一系列正弦光栅，通过数字投影仪依次投射到被测物体表面，摄像机拍摄到受物体表面调制的变形光栅图，通过格雷码和相移法解相位恢复出连续相位分布，利用相位值准确快速的找得左右相机中的匹配点，最终利用视差原理重构三维物体。1测量原理图1系统结构装配图双目光栅测量系统组成如图1所示，硬件部分包括双摄像机，双1

7、2mm定焦镜头，数字投影仪，计算机等。2相位求解．光栅投影的双目立体视觉是基于三角形视差原理本文投射光栅到物体表面，增加被测物体表面的获取物体的三维信息，即两个摄像机的像平面和被测特征信息，以便于匹配。经过编码，两个相机拍摄到的收稿日期：2013—07—04；修回日期：2013—07—31基金项目：广东省教育部产学研结合项目资金资助(2011A0907X)00)7)作者简介：刘江(1969一)，男，北京人，北京科技大学副教授，研究方向为数控技术和逆向工程，(E—mail)li~aoshiteam@126．tom。2014年3月刘江，等：光栅投影双目立体视觉测量

8、方法的研究·99-其中，=f／dx，=