近些年來,隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和自動化水平的不斷提高,在工業(yè)檢測、汽車制造、生物醫(yī)學、逆向工程等領(lǐng)域?qū)ξ矬w的三維形貌測量提出了更高的要求,如何快速準確的獲得物體表面的三維模型成為了計算機視覺領(lǐng)域亟待解決的問題。本文研究了結(jié)構(gòu)光和雙目視覺相結(jié)合的三維重建系統(tǒng),可以快速準確的得到工件表面的三維點云數(shù)據(jù),完成對工件的三維測量。本文首先搭建了結(jié)構(gòu)光雙目視覺三維重建系統(tǒng)的硬件平臺,并開發(fā)了和硬件系統(tǒng)相配套的軟件模塊,為了達到人機交互的效果,為軟件設(shè)計了可視化界面。在深入分析現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)光編碼方式后,采用格雷碼圖案和線移圖案相結(jié)合的方法來對光進行編碼。在深入了解相機成像原理的基礎(chǔ)上,采用基于移動平面模板的方法來對相機進行標定,得到了視覺系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。通過標定得到的結(jié)果,對采集得到的圖像進行畸變校正和雙目極線校正處理。為了準確的提取出圖像上黑白條紋的邊緣信息,本文采取了投射正反碼圖案的方法。在圖像處理時,通過比較正碼圖案和反碼圖案在同一個像素點灰度值的大小,來重新設(shè)定該點的灰度值,然后將這些點以圖像的方式顯示出來,得到二值化圖像。該過程相比于常見的二值化方法,消除了外界環(huán)境中引入的干擾,使得條紋邊... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

德國GOM公司ATOSCore近年來，國內(nèi)的一些科研機構(gòu)和高校的學者們也對結(jié)構(gòu)光三維測量領(lǐng)域內(nèi)的

測量范圍 500mm×500mm測量精度（物理尺寸相對誤差） 2%測量精度（表面偏離尺寸誤差） 2.5mm工作距離 0.5m 硬件選型硬件選型上，本文根據(jù)實際的工作距離和測量區(qū)域的大小，選取了兩個r 公司的 Ace1600-60GC 千兆以太網(wǎng) CMOS 相機，相機外形如圖 2-3 所示。該造商為用戶提供了豐富的 API 函數(shù)，可以根據(jù)這些函數(shù)對相機進行二次開滿足用戶自己的需求。相機采用千兆以太網(wǎng)來傳輸數(shù)據(jù)，傳輸過程穩(wěn)定且速相機的其他參數(shù)如表 2-2 所示。據(jù)相機選擇配套的鏡頭，考慮到本系統(tǒng)工作距離的大小，本文選用了兩個utar 公司的 H0514-MP2 工業(yè)相機鏡頭。該鏡頭是定焦鏡頭，焦距為 5mm，其作距離為 0.1m，可以滿足本系統(tǒng)需要，鏡頭如圖 2-4 所示。

測量范圍 500mm×500mm測量精度（物理尺寸相對誤差） 2%測量精度（表面偏離尺寸誤差） 2.5mm工作距離 0.5m 硬件選型硬件選型上，本文根據(jù)實際的工作距離和測量區(qū)域的大小，選取了兩個r 公司的 Ace1600-60GC 千兆以太網(wǎng) CMOS 相機，相機外形如圖 2-3 所示。該造商為用戶提供了豐富的 API 函數(shù)，可以根據(jù)這些函數(shù)對相機進行二次開滿足用戶自己的需求。相機采用千兆以太網(wǎng)來傳輸數(shù)據(jù)，傳輸過程穩(wěn)定且速相機的其他參數(shù)如表 2-2 所示。據(jù)相機選擇配套的鏡頭，考慮到本系統(tǒng)工作距離的大小，本文選用了兩個utar 公司的 H0514-MP2 工業(yè)相機鏡頭。該鏡頭是定焦鏡頭，焦距為 5mm，其作距離為 0.1m，可以滿足本系統(tǒng)需要，鏡頭如圖 2-4 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]西紅柿采摘機器人視覺系統(tǒng)的研究[J]. 郭凱敏,崔天時,張楨,郭志強,朱鐵欣,謝學剛.  農(nóng)機化研究. 2016(12)
[2]基于VB插值法在齒輪應(yīng)力修正系數(shù)計算中的應(yīng)用[J]. 李建莉.  裝備制造技術(shù). 2016(09)
[3]一種新的基于條紋投影的三維輪廓測量系統(tǒng)模型[J]. 安冬,蓋紹彥,達飛鵬.  光學學報. 2014(05)
[4]結(jié)構(gòu)光三維成像技術(shù)[J]. 蘇顯渝,張啟燦,陳文靜.  中國激光. 2014(02)
[5]基于機器視覺的螺紋零件頭部裂紋檢測[J]. 楊攀,姜立軍,李哲林.  計算機應(yīng)用與軟件. 2013(04)
[6]基于Matlab的圖像去噪可視化系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李秀梅,張奇?zhèn)?應(yīng)廣之.  杭州師范大學學報(自然科學版). 2012(06)
[7]數(shù)字圖像邊緣提取算子基于Matlab的實現(xiàn)[J]. 孔銀昌.  價值工程. 2012(15)
[8]Surface Reconstruction by Structured Light Projection[J]. 楊榮騫,陳亞珠.  Journal of Shanghai Jiaotong University（Science）. 2010(05)
[9]勇氣號和機遇號火星車定位方法評述[J]. 邸凱昌.  航天器工程. 2009(05)
[10]數(shù)字投影三維數(shù)字成像的并行DSP實現(xiàn)[J]. 王曉東,彭翔,田勁東.  光子學報. 2008(07)

博士論文
[1]基于雙目立體視覺的汽車制動性能檢測系統(tǒng)研究[D]. 岳洪偉.吉林大學 2015
[2]基于時間相位展開的三維輪廓測量研究[D]. 岳慧敏.四川大學 2005

碩士論文
[1]基于雙目立體視覺的工件識別與定位技術(shù)研究[D]. 李勝利.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]基于機器視覺的金剛線在線質(zhì)檢技術(shù)[D]. 王飛陽.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]基于雙目立體視覺的人臉三維模型重建研究[D]. 王剛.吉林大學 2014
[4]基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的駕駛員疲勞檢測的研究與實現(xiàn)[D]. 龔景超.東北大學 2013
[5]基于數(shù)字圖像處理的輪胎缺陷檢測[D]. 馮霞.山東大學 2011
[6]PDF417條碼識別方法的研究[D]. 劉發(fā)耀.國防科學技術(shù)大學 2010



本文編號：3444365