光笔式视觉测量中椭圆类光斑图像的识别.pdf

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1、2012年第31卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)79光笔式视觉测量中椭圆类光斑图像的识别李保章，黄风山(河北科技大学机械电子工程学院，河北石家庄050054)摘要：介绍了一种光笔式单摄像机便携三维坐标视觉测量系统。在分析该系统成像特点的基础上，提出了一种控制点椭圆形光斑图像的数字识别方法，而常用的方法是在CCD摄像机镜头上加滤光片来隔离背景干扰亮斑图像。该方法以光笔上被测控制点在摄像机CCD像平面上的光斑图像轮廓所占像素个数为基准，剔除过大和过小的图像轮廓，进而采

2、用基于椭圆线轮廓度误差的评定方法实现控制点椭圆形光斑图像的识别。给出了该方法的具体算法，实验结果表明：该方法简单方便，易于实现，检测速度较快，适用于圆形被测控制点的视觉检测系统，具有一定的理论意义和工程实用价值。关键词：图像识别；控制点；椭圆光斑；视觉坐标测量；光笔中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)01-0079-03Ellipticallightspotimagerecognizationinlight—penVISIOnmeaSUrementLIBao—zhang，HUANGFeng

3、．shan(SchoolofMechanicalandElectronicEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，Shijiazhuang050054，China)Abstract：Alight—pensinglecamera3Dcoordinatevisionmeasurementsystemisintroduced．Onthebasisofanalysisofthesystem’Simagecharacteristics，adita1recognizationmet

4、hod，whichisforrecognizingtheellipticallightspotimagesofthemeasuredcontrolpoints，isproposed．Onthebasisofthepixelnumberofameasuredcontrolpoint’ellipticallightspotimagecontour，overlargeandsmallimagescontourcanbeeliminated．Usingthemethodbasedontheevaluationforellipticalp

5、rofileerror，themeasuredcontrolpoints’ellipticallightspotimagecanberecognized．Thealgorithmforthismethodisgiven，andtheexperimentalresultshowsthatthisalgorithmissimple，fast，easytoberealizedandpracticalforthevisioninspectionsystemofcircularmeasuredcontrolpoints．Ithascert

6、aintheoreticalsignificanceandpracticalprojectvalue．Keywords：imagerecognization；controlpoint；ellipticallightspot；visioncoordinatemeasurement；light—pen0引言1系统组成研究开发满足现场测量要求的便携式三维坐标测量系光笔式单摄像机便携三维坐标视觉测量系统的组成如统已成为目前测量领域的一大热点，并受到了各个国家的图1所示，主要由一支光笔、一架摄像机、一台笔记本电脑高度重视。近一两年来，在瑞

7、士和美国取得了突破性的进和系统附件组成。光笔的笔体上至少装有作为系统被测控展，已有成型产品推出并应用于测量和装配现场，最具代表制点的3个点光源(发光二极管)和一个带球形笔尖的触性的是光笔式便携三维坐标视觉测量系统；在国内，这方面发测头，各点光源和触发测头球形笔尖的中心必须在一条还处于起步阶段。其中，如何从CCD摄像机拍摄的复杂背直线上。景下的光笔图像中有效识别和提取被测控制点对应的光斑测量时，触发测头的球形笔尖接触被测表面，摄像机摄图像是系统的关键技术之一。本文以一种光笔式单摄像机取笔体上3个发光二极管的像，计算机进行图像处理得

8、到便携三维坐标视觉测量系统为例，研究了光笔上被测控制各发光二极管光斑图像中心的像面坐标，进而由预先编制点光斑图像的数字识别方法。好的软件可计算出球形笔尖测头中心的三维坐标(即被测收稿日期：2011—11-02基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075119)