基于阵列圆点结构光的柔性薄膜表面几何形貌视觉检测方法-论文.pdf

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1、第35卷第6期仪器仪表学报Vol_35No．62014年6月ChineseJournalofScientificInstrumentJun．2014基于阵列圆点结构光的柔性薄膜表面几何形貌视觉检测方法术陈凤东，文母咽栋，刘炳国(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001)摘要：针对柔性薄膜表面形貌检测问题，提出一种以阵列圆点结构光标记被测表面，实现对无明显特征表面形貌的视觉检测方法，无需昂贵的设备与复杂的操作过程，能快速完成检测。标记圆在成像过程中具有较小的成像误差，通过椭圆拟合算法，可获得高准确性的圆斑中心。

2、圆阵列可对目标表面同时标记多特征点，一次快速成像，无扫描过程，检测效率高。针对检测中特征提取与匹配环节，提出了基于面积判据的图像目标区域提取方法与阵列顺序约束的匹配算法，算法开销小，执行速度快。使用该方法，对1000mm×1200mm的薄膜表面进行检测和重建实验，实验结果表明，在2200mnl工作距离内，表面形貌测量误差PV(峰谷)值优于0．668mm，RMS值优于0．33mm。关键词：视觉检测；结构光；三维重建中图分类号：TP391．9文献标识码：A国家标准学科分类代码：460．40Dot-arraystructure

3、lightbasedphotogrammetryofflexiblethin·filmsurfacemorphologyusingmachinevisionChenFengdong，LiuGuodong，LiuBingguo(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001China)Abstract：Aimingatthemorphologymeasurementproblemofflexiblethi

4、n—filmsurface，avisualmeasurementmethodisproposed，whichusesdotarraystructurelightaslabelstomarkthemeasuredSurfacetoachievethephotogrammetrymeasurementoftheflexiblethin—filmsurfacemorphologywithoutobviousvisualcharacteristics．Theproposemethodcanquicklyfinishphotogr

5、ammetrytaskanddoesnotre—quireexpensiveequipmentandcomplexoperation．Intheimagingprocess，themarkeddotshavesmallimagingeror．Especially，thehighlyaccuratedotcentercanbeobtainedwithellipticfittingmethod．Adotarraycanmarkhundredsofmarkpointsonthetargetsurfaceatatime，thef

6、astoneshootimagingisachievedwithoutscanningprocessandthemeasurementeficiencyishigh．Aimingatthefeatureextractionandmatchingissuesinthemeasurementprocess，theimagetargetregionextractionmethodbasedonareacriterionandtheidentificationandmatchingalgorithmdependingonaray

7、orderconstraintareproposed，whichhavesmallcalculationburdenandfastex—ecutionspeed．Usingtheproposedmethod，a1000mm×1200mmthin—filmsurfacewasmeasuredandreconstructed；theexperimentresultsshowthatthesurfacemorphologyerrorPVvalueislessthan0．668amandtheRMSvalueislessthan

8、0．33mmwithin2200IBmworkingdistance．Keywords：visionmeasurement；structurelight；3Dreconstruction坐标机、经纬仪、激光跟踪仪等由于采取逐点扫描和接触1引言式检测方式，测量效率低，难以适用。基于视觉检测的方深空探测等领域需要检测大型