在眾多的三維面形測量方法中，激光三角測量法作為一種非接觸式測量方法，有著光學結構簡單、速度快、可在線測量、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，目前已經(jīng)在三維面形測量、快速成型、逆向工程上得到了廣泛的應用。近年來，隨著光學和微電子技術的發(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)在太空探測和機器人視覺方面得到了較好的應用。但是當激光視覺測量系統(tǒng)應用于一些尺寸較大、面形較復雜的物體的三維檢測時，由于掃描系統(tǒng)景深的限制，測量精度常常不高，必須進行多路徑編輯，并對每一次掃描的數(shù)據(jù)進行疊加，這將增加激光掃描的時間以及增大三維重建時的復雜程度，降低工作效率，因此增大掃描系統(tǒng)的景深對于提高測量精度、降低三維重建時拼接過程的復雜度，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CCD平面進行偏轉，成功地將激光掃描系統(tǒng)的景深由30mm擴大到100mm以上；通過建立CCD偏轉后的攝像機模型，推導了CCD偏轉后的物像關系方程，對擴大景深后的激光掃描系統(tǒng)進行了標定；同時針對景深擴大后帶來的測量精度顯著降低的問題提出了一種將系統(tǒng)全景深范圍進行分段校準的新方法，使用標定得出的攝像機參數(shù)進行三維測量時的精度可以達到0.06mm。在以上研究工作的基礎上，成功開發(fā)出了一種景深范圍大、測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器人視覺，我們提出了一種將一個已知半徑的標準球作為工具的機器人“手-眼”標定的新方法，完成了機器人的“手-眼”標定實驗和三維重建實驗，實驗證明機器人能夠與所開發(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，其三維重建誤差小于0.2mm。
【學位單位】：四川大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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。相鄰標定孔的距離為原點位于標定塊處于電動位移臺零刻度時左上角第一個標沿標定孔的橫方向，y坐標沿標定孔的列方向。所以我們可世界坐標系中的坐標x(。，ywn，:wn)。/////、、、、、、、口口口口口口口口mDUetr圖3.6三維掃描系統(tǒng)的結構示意圖

四川大學碩士學位論文偏轉了CCD平面，使其和鏡頭平面有一個夾角。圖3.8中第一行和第二行分別為系統(tǒng)一和系統(tǒng)二中的標定平面在不同世界坐標z時的照片。從圖中，我們清楚的看到第一種系統(tǒng)的景深小于40nlrn，而第二個系統(tǒng)的景深可以達100mm，即采用ShceimPulg條件后系統(tǒng)的景深是CCD平行于透鏡平面時系統(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偏轉后的標定過程我們采集了5幅圖片，通過對圖像的二值化和找重心點的處理(圖3.9)，我們可以探測到所有標定孔重心在圖像中的坐標，實驗中我們得到了70個標定點的世界坐標x(wn

.3CCO偏轉后的標定過程我們采集了5幅圖片，通過對圖像的二值化和找重心點的處理(圖3.9)，我們可以探測到所有標定孔重心在圖像中的坐標，實驗中我們得到了70個標定點的世界坐標x(wn，y。，z，)和與之相對應的圖像坐標(X。，Yn)。將x(。，ywn

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

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

本文編號：2809501