基于机器视觉的激光条纹扫描系统-论文.pdf

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1、第32卷第O6期计算机仿真2015年06月文章编号：1006—9348(2015)06—0241—06基于机器视觉的激光条纹扫描系统李博阳，耿楠，张志毅(西北农林科技大学信息工程学院，陕西杨凌712100)摘要：三维点云数据在工业、医学、测绘等领域有着广泛的应用，快速而准确获取物体的三维点云数据是三维重建、视觉测量等技术的基础，但现有三维数据获取设备存在体积庞大、价格昂贵、受环境光影响大等问题。为此，基于双目视觉原理设计并实现了一种基于双目视觉的线结构光三维扫描系统。首先，获取辅助标定点的三维信息，计算出摄像头之问的平移旋转矩阵，其次，提取激光图像的激光光条中心，再次，利用平移旋转矩阵

2、进行立体匹配，最后，利用匹配点计算得到三维点数据。实验结果证明，本系统扫描精度较高，解决了快速获取物体表面三维点云的问题。关键词：三维点云数据；扫描系统；线结构光；双目视觉中图分类号：TP317．4；TP391．9文献标识码：BALineStructuredLight3DScanningSystemBasedonBinocularStereoVisionLIBo—yang，GENGNan，ZHANGZhi—yi(CollegeofInformationEngineering，NorthwestAgriculturalandForestUniversity，YanglingShanxi7

3、12100，China)ABSTRACT：Thequickandexactacquisitionof3Dpointclouddataisthefoundationofthree—dimensionalrecon—structionandvisualmeasurementtechnology．However，theexisting3ddataacquisitiondeviceshavesomeproblems，liketoobulkyandexpensive．Theyareeasilyandseriouslyaffectedbytheenvironmentlight．Toobtain3D

4、pointclouddataquicklyandeficiently，alinestructuredlight3Dscanningsystembasedonbinocularstereovisionispro—posed．Firstly，thecoordinateofauxiliarycalibrationpointiscalculated，andthematrixofrotationandtranslationbetweencamerasiscalculated．Secondly，thelasercenteroftheimagesisextracted．Thirdly，thematr

5、ixofrotationandtranslationbetweencamerasisusedtocalculatethecorrespondingpointbetweenimages．Finally，real3Dpointisobtainedbycalculatingthecorrespondedpoints．Theexperimentalresultshowsthatthesystemhashighaccuracy，andcanquicklycapturethe3Dpointcloudofobjectssurface．KEYWORDS：3Dpointclouddata；Scannin

6、gsystem；Linestructuredlight；Binocularstereovision法和非接触法两种。接触式法的代表是三维坐标测量机，该1引言方法精度较高，但接触被测物体可能造成被测物体或测量机三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来器的损坏。非接触法又分为飞行时间法、光学法、计算机视越引起研究领域的关注。尤其是随着逆向工程的发展，寻找觉法和断层成像法，由于基于计算机视觉的方法操作简便、一个能够快速获取三维信息的设备成为研究领域的热点。设备价格低廉、精度较高，所以计算机视觉的获取方法成为激光三维扫描仪作为逆向工程中获取三维信息的主要设备，技术主流。计算机视觉的方法

7、又可以分为主动视觉法和被在工业铸件、医学、服装设计、基于虚拟现实的影视特技制动视觉法，被动视觉采用单目或立体视觉。对场景中的物体作、文物保护、建筑等领域有着广泛的应用”。深度信息进行恢复，主动视觉法利用主动光源照射被测物国内外已经有大量的三维点云数据获取技术，分为接触体，根据光线的畸变程度来恢复物体的深度信息，这种方法容易受到环境光的影响，多数只能在实验室中完成，实际应基金项目：国家高技术研究发展(863)计划课题(2013AA102304)；