【摘要】：針對傳統(tǒng)線結構光光刀平面標定方法測量精度不高,應用范圍小的問題,提出基于平面標靶的線結構光系統(tǒng)光刀平面標定,對無激光的標靶圖片進行迭代攝像機標定,有激光的標靶圖片進行光刀平面標定.提出光強符合均勻分布的平頂激光檢測中心算法,將平頂激光建模為矩形的臺階函數(shù),估計背景亮度和前景亮度,確定亮條紋寬度,再將窗口內的有效像素參與重心計算,得到光條紋中心.用該算法對不同噪聲及不同量塊的圖片進行處理,結果表明,處理后圖像的均方根誤差分別在0.149pixel和0.176pixel內,表明該算法抗噪聲能力強、精度高.用該算法提取光條中心,計算光條在標靶上的位置,根據(jù)至少兩個姿態(tài)下的光條中心三維點,基于最小二乘法擬合光刀平面.通過迭代攝像機標定和光刀平面標定,利用三角測量法,在立體視覺模型下獲取物體的三維點云數(shù)據(jù).實驗測量兩個距離為100.5mm的標準球,相機與標準球距離為500mm,比較兩球心距離與標準距離,測得平均誤差為0.236mm.表明平頂激光檢測中心算法切實可行,光刀平面標定方法基本滿足要求.
[Abstract]:Aiming at the problem that the measurement accuracy is not high and the range of application is small, the plane calibration of line structured optical knife based on plane target is proposed, and the target image without laser is calibrated by iterative camera. The target images with laser are calibrated. A flat-top laser detection center algorithm with uniform light intensity distribution is proposed. The flat-top laser is modeled as a rectangular step function to estimate the background brightness and foreground brightness, to determine the width of the bright fringe, and then to take the effective pixels in the window into the calculation of the center of gravity. The center of the light stripe is obtained. The results show that the root mean square error of the processed image is in 0.149pixel and 0.176pixel respectively, which shows that the algorithm has strong anti-noise ability and high precision. The center of the strip is extracted by this algorithm, and the position of the strip on the target is calculated. According to the three dimensional points of the center of the strip under at least two postures, the optical knife plane is fitted based on the least square method. Through iterative camera calibration and optical knife plane calibration, triangulation method is used to obtain 3D point cloud data of objects under stereo vision model. The distance between the camera and the standard ball is 500mm. The average error is 0.236mm. the average error is 0.236mm. It shows that the algorithm of flat-top laser detection center is feasible and the calibration method of optical knife plane basically meets the requirements.
【作者單位】： 上海大學機電工程與自動化學院;機械系統(tǒng)與振動國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金(Nos.51575332,61673252) 國家重點研發(fā)計劃子課題(No.2016YFC0302401)資助~~
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2259289