基于機器視覺的線結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、非接觸、效率高等優(yōu)點,在形狀測量、狀態(tài)監(jiān)測、物體識別等諸多領(lǐng)域具有廣泛應用。其測量高亮表面或帶有復雜幾何紋理表面時,存在噪聲大、測量精度難以保證等問題。針對上述問題,對傳感器曝光時間進行了自適應控制研究,以達到獲取高質(zhì)量光條圖像的目的,進而提升了對具有不同表面特性工件的測量精度。本文對線結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)中的傳感器參數(shù)自適應控制方法進行了研究,主要工作及創(chuàng)新點包括:1)根據(jù)激光三角原理,搭建了線結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由控制子系統(tǒng)、視覺測量子系統(tǒng)、工作臺運動子系統(tǒng)等組成。對系統(tǒng)硬件進行了選型,并且在Visual Studio 2010平臺上進行了系統(tǒng)軟件的開發(fā);2)實現(xiàn)了基于參考靶標的線結(jié)構(gòu)光傳感器標定,給出激光平面方程的計算方法,建立了運動坐標系,計算了相機坐標系到運動坐標系的坐標變換矩陣,進而實現(xiàn)了像素坐標系到運動坐標系之間的轉(zhuǎn)換;3)提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)光光條中心提取方法,給出了使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)光條中心提取的基本原理,訓練網(wǎng)絡(luò)所需的理想中心點的求取方法,以及網(wǎng)絡(luò)權(quán)值的調(diào)整算法,并對影響中心提取的因素進行了分析。所提... 

【文章來源】：河北科技大學河北省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三坐標測量機

41.2.2傳感器參數(shù)自適應控制的研究現(xiàn)狀吉林大學的王紅睿等[39]提出了一種數(shù)字攝像機參數(shù)自適應調(diào)整的算法，其視覺系統(tǒng)如圖1-2所示。根據(jù)外界環(huán)境的光照條件，在線估計攝像機參數(shù)并調(diào)整數(shù)字攝像機的模數(shù)轉(zhuǎn)換級數(shù)、增益、黑電平、曝光時間等。此參數(shù)自適應調(diào)整可以抓取到質(zhì)量穩(wěn)定的標準圖像，在很大程度上削弱了因光照變化對機器視覺系統(tǒng)的影響，提高了后續(xù)位置的提取精度，并對機器視覺系統(tǒng)的光照魯棒性產(chǎn)生積極的影響。圖1-2機器視覺系統(tǒng)韓國慶北國立大學的JoongkiJeong等[40]提出了一種基于空間光調(diào)制器的自適應成像系統(tǒng)，原理如圖1-3所示，將相位分析系統(tǒng)與自適應空間光調(diào)制器相結(jié)合用于測量具有先進動態(tài)范圍的三維物體形狀。在CCD攝像機前使用空間光調(diào)制器可以防止圖像傳感器飽和，像素的透過率通過監(jiān)控輸入圖像并在時間和空間上提供調(diào)制器反饋信號來控制。在使用此系統(tǒng)時，由于投影光條可以在CCD上有效成像而不需要任何像素飽和度，因此可以從非飽和圖像中正確提取出物體形狀的相位信息。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有更高的自適應動態(tài)范圍。圖1-3自適應成像系統(tǒng)天津大學的宋佳等[41]所用激光光源以程控電源為基礎(chǔ)，運用如圖1-4所示的錫膏激光掃描三維測量系統(tǒng)，根據(jù)光條中心提取效果與激光光強的關(guān)系，應用小波分解與頻帶能量比結(jié)合的光強自適應調(diào)節(jié)算法實現(xiàn)測量系統(tǒng)光強自適應調(diào)節(jié)，具有很好的適用性。

41.2.2傳感器參數(shù)自適應控制的研究現(xiàn)狀吉林大學的王紅睿等[39]提出了一種數(shù)字攝像機參數(shù)自適應調(diào)整的算法，其視覺系統(tǒng)如圖1-2所示。根據(jù)外界環(huán)境的光照條件，在線估計攝像機參數(shù)并調(diào)整數(shù)字攝像機的模數(shù)轉(zhuǎn)換級數(shù)、增益、黑電平、曝光時間等。此參數(shù)自適應調(diào)整可以抓取到質(zhì)量穩(wěn)定的標準圖像，在很大程度上削弱了因光照變化對機器視覺系統(tǒng)的影響，提高了后續(xù)位置的提取精度，并對機器視覺系統(tǒng)的光照魯棒性產(chǎn)生積極的影響。圖1-2機器視覺系統(tǒng)韓國慶北國立大學的JoongkiJeong等[40]提出了一種基于空間光調(diào)制器的自適應成像系統(tǒng)，原理如圖1-3所示，將相位分析系統(tǒng)與自適應空間光調(diào)制器相結(jié)合用于測量具有先進動態(tài)范圍的三維物體形狀。在CCD攝像機前使用空間光調(diào)制器可以防止圖像傳感器飽和，像素的透過率通過監(jiān)控輸入圖像并在時間和空間上提供調(diào)制器反饋信號來控制。在使用此系統(tǒng)時，由于投影光條可以在CCD上有效成像而不需要任何像素飽和度，因此可以從非飽和圖像中正確提取出物體形狀的相位信息。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有更高的自適應動態(tài)范圍。圖1-3自適應成像系統(tǒng)天津大學的宋佳等[41]所用激光光源以程控電源為基礎(chǔ)，運用如圖1-4所示的錫膏激光掃描三維測量系統(tǒng)，根據(jù)光條中心提取效果與激光光強的關(guān)系，應用小波分解與頻帶能量比結(jié)合的光強自適應調(diào)節(jié)算法實現(xiàn)測量系統(tǒng)光強自適應調(diào)節(jié)，具有很好的適用性。


本文編號：3009909