在眾多的三維面形測(cè)量方法中，激光三角測(cè)量法作為一種非接觸式測(cè)量方法，有著光學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快、可在線測(cè)量、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在三維面形測(cè)量、快速成型、逆向工程上得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，隨著光學(xué)和微電子技術(shù)的發(fā)展，便攜式集成三維掃描系統(tǒng)得到了快速發(fā)展，它可以方便地從多角度多方位獲取物體的三維信息，已經(jīng)在太空探測(cè)和機(jī)器人視覺方面得到了較好的應(yīng)用。但是當(dāng)激光視覺測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用于一些尺寸較大、面形較復(fù)雜的物體的三維檢測(cè)時(shí)，由于掃描系統(tǒng)景深的限制，測(cè)量精度常常不高，必須進(jìn)行多路徑編輯，并對(duì)每一次掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，這將增加激光掃描的時(shí)間以及增大三維重建時(shí)的復(fù)雜程度，降低工作效率，因此增大掃描系統(tǒng)的景深對(duì)于提高測(cè)量精度、降低三維重建時(shí)拼接過程的復(fù)雜度，以及提高效率等有著重要的意義。 本文中，我們基于Scheimpflug條件對(duì)CCD平面進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，成功地將激光掃描系統(tǒng)的景深由30mm擴(kuò)大到100mm以上；通過建立CCD偏轉(zhuǎn)后的攝像機(jī)模型，推導(dǎo)了CCD偏轉(zhuǎn)后的物像關(guān)系方程，對(duì)擴(kuò)大景深后的激光掃描系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定；同時(shí)針對(duì)景深擴(kuò)大后帶來(lái)的測(cè)量精度顯著降低的問題提出了一種將系統(tǒng)全景深范圍進(jìn)行分段校準(zhǔn)的新方法，使用標(biāo)定得出的攝像機(jī)參數(shù)進(jìn)行三維測(cè)量時(shí)的精度可以達(dá)到0.06mm。在以上研究工作的基礎(chǔ)上，成功開發(fā)出了一種景深范圍大、測(cè)量精度高的便攜式三維激光掃描系統(tǒng)。 為將所開發(fā)的大景深便攜式三維激光掃描儀用于機(jī)器人視覺，我們提出了一種將一個(gè)已知半徑的標(biāo)準(zhǔn)球作為工具的機(jī)器人“手-眼”標(biāo)定的新方法，完成了機(jī)器人的“手-眼”標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和三維重建實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明機(jī)器人能夠與所開發(fā)的便攜式三維激光掃描儀一起很好的完成高精度、高穩(wěn)定性的三維掃描任務(wù)，其三維重建誤差小于0.2mm。
【學(xué)位單位】：四川大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TP334.22;TP242
【部分圖文】：

接收器件為16rnrn的鏡頭和通過USB接口和電腦相連的128鏡頭光軸與激光平面的夾角為25度。相鄰標(biāo)定孔的距離為原點(diǎn)位于標(biāo)定塊處于電動(dòng)位移臺(tái)零刻度時(shí)左上角第一個(gè)標(biāo)沿標(biāo)定孔的橫方向，y坐標(biāo)沿標(biāo)定孔的列方向。所以我們可世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)x(。，ywn，:wn)。/////、、、、、、、口口口口口口口口mDUetr圖3.6三維掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

四川大學(xué)碩士學(xué)位論文偏轉(zhuǎn)了CCD平面，使其和鏡頭平面有一個(gè)夾角。圖3.8中第一行和第二行分別為系統(tǒng)一和系統(tǒng)二中的標(biāo)定平面在不同世界坐標(biāo)z時(shí)的照片。從圖中，我們清楚的看到第一種系統(tǒng)的景深小于40nlrn，而第二個(gè)系統(tǒng)的景深可以達(dá)100mm，即采用ShceimPulg條件后系統(tǒng)的景深是CCD平行于透鏡平面時(shí)系統(tǒng)景深的3倍左右。Z==3z=53圖3.8兩種系統(tǒng)景深的比較(單位:，)Z=1033.5.3CCO偏轉(zhuǎn)后的標(biāo)定過程我們采集了5幅圖片，通過對(duì)圖像的二值化和找重心點(diǎn)的處理(圖3.9)，我們可以探測(cè)到所有標(biāo)定孔重心在圖像中的坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)中我們得到了70個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的世界坐標(biāo)x(wn

.3CCO偏轉(zhuǎn)后的標(biāo)定過程我們采集了5幅圖片，通過對(duì)圖像的二值化和找重心點(diǎn)的處理(圖3.9)，我們可以探測(cè)到所有標(biāo)定孔重心在圖像中的坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)中我們得到了70個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的世界坐標(biāo)x(wn，y。，z，)和與之相對(duì)應(yīng)的圖像坐標(biāo)(X。，Yn)。將x(。，ywn

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 黃德志;周長(zhǎng)勇;李巖;呂濤;謝韜;張啟燦;;古生物群遺跡化石的三維數(shù)字化測(cè)量[J];光學(xué)與光電技術(shù);2012年02期

本文編號(hào)：2809501