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线结构光视觉测量系统运动轴线的简易标定方法

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中国激光 2012年第11期39卷 168-173页

作者：陈新禹马孜陈天飞李鹏大连海事大学自动化研究中心辽宁大连116026

为简化测量系统中平移轴和旋转轴的标定,提出一种基于一维平面标靶的简易标定方法。将一维标靶放置在数控平台上,控制平台分别做平移和旋转运动,提取每个位置下图像中圆心坐标,利用消隐点和三点透视模型(P3P)原理实现系统轴线空间位置... 详细信息

为简化测量系统中平移轴和旋转轴的标定,提出一种基于一维平面标靶的简易标定方法。将一维标靶放置在数控平台上,控制平台分别做平移和旋转运动,提取每个位置下图像中圆心坐标,利用消隐点和三点透视模型(P3P)原理实现系统轴线空间位置的标定。实验结果表明,该标定方法具有较高的标定精度,平均绝对测量误差为0.0411mm,均方根(RMS)误差为0.0625mm。该标定方法仅需已知的等距共线三点即可完成平移轴线和旋转轴线的高精度标定,降低了标定成本,且计算简单、标定过程灵活方便,适合现场标定。

关键词：测量视觉测量线结构光轴线标定数据拼接消隐点三点透视模型

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线结构光多分辨率测量系统数据拼接方法

仪器仪表学报 2013年第7期34卷 1441-1447页

作者：张维光韩军周翔西安工业大学光电工程学院西安710021 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对航空发动机叶片等复杂型面物体轮廓检测问题,应用多线结构光及多图像传感器,设计了可以实现被测对象整体轮廓及局部细节同时测量的多分辨率测量系统。提出一种基于二元经验模式分解的不同精度测量数据的拼接方法,利用二元经验模式... 详细信息

针对航空发动机叶片等复杂型面物体轮廓检测问题,应用多线结构光及多图像传感器,设计了可以实现被测对象整体轮廓及局部细节同时测量的多分辨率测量系统。提出一种基于二元经验模式分解的不同精度测量数据的拼接方法,利用二元经验模式分解方法将空间点集数据分解成一系列旋转信号分量,然后借助复小波变换对各旋转信号分量进行平滑处理,最后利用平滑后的旋转信号分量重构形成数据拼接曲线。实验结果表明,所提出的数据拼接方法可以从不同精度的复合信号中提取表征空间数据点集均值或趋势的光滑曲线,实现线结构光多分辨测量系统数据的高精度拼接,使测量系统在100 mm×100 mm测量范围内精度达到0.02 mm,达到了叶片工业现场的测量要求。

关键词：三维测量数据拼接线结构光多分辨率二元经验模式分解

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线结构光参数的简易标定方法

光电子．激光 2013年第3期24卷 563-568页

作者：陈新禹马孜汪洋黄进陈天飞大连海事大学自动化研究中心辽宁大连116026

为了实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光的参数,本文提出了一种基于单个平面同心面靶标标定线结构光参数的新方法。该方法基于三点透视模型和交比不变原理计算光平面上标定点的三维坐标,利用最小二乘法拟合平面方程。在摄像机视... 详细信息

为了实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光的参数,本文提出了一种基于单个平面同心面靶标标定线结构光参数的新方法。该方法基于三点透视模型和交比不变原理计算光平面上标定点的三维坐标,利用最小二乘法拟合平面方程。在摄像机视野范围内自由移动平面靶标,同时保持结构光投射到靶标上同心圆之外的区域,采集至少两幅图像即可完成线结构光参数的标定。实验结果表明:光平面标定的均方根误差约为0.05mm,传感器测量精度的相对误差约为0.3%,系统整体测量精度约为0.1mm,说明本文标定方法具有较高的标定精度。并且该方法同时适用于其它类型结构光的标定,通用性较强,具有获取标定点效率高、计算简单且操作灵活方便等优点,适合现场标定。

关键词：视觉测量线结构光标定三点透视模型(P3P) 交比不变

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线结构光双传感器测量系统的标定方法

中国激光 2007年第2期34卷 259-264页

作者：吴庆阳苏显渝向立群李勇四川大学电子信息学院光电科学技术系

针对现有线结构光双传感器测量系统标定过程中对设备要求高、标定过程复杂等难题,提出了一种简便的基于平面标定参照物的现场标定方法。该方法不需要设计复杂的校准模型和高精度的辅助调整设备,只需要将一个绘制有棋盘格图案的平面参照... 详细信息

针对现有线结构光双传感器测量系统标定过程中对设备要求高、标定过程复杂等难题,提出了一种简便的基于平面标定参照物的现场标定方法。该方法不需要设计复杂的校准模型和高精度的辅助调整设备,只需要将一个绘制有棋盘格图案的平面参照物在两个传感器公共的测量范围内任意摆放几个位置,即可完成双传感器标定,并建立两个传感器之间的相互关系,进一步将多个局部世界坐标系下的标定特征点统一到一个全局世界坐标系中,从而建立起两个传感器与线结构光平面间的标定方程。实验验证了该方法的可行性,实测平面高度的均方根(RMS)误差为0.03 mm。

关键词：测量三维传感线结构光标定

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线结构光三维轮廓测量系统的标定方法

中国激光 2009年第1期36卷 182-188页

作者：张维光赵宏张琦周翔西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049

在线结构光360°三维轮廓测量方法中,采用多图像传感器系统可实现物体整体轮廓及局部形貌细节同时高精度测量。为了实现测量系统多传感器同时标定,提出一种线结构光多传感器三维轮廓测量系统的标定方法。以直接线性变换法为系统标定模型... 详细信息

在线结构光360°三维轮廓测量方法中,采用多图像传感器系统可实现物体整体轮廓及局部形貌细节同时高精度测量。为了实现测量系统多传感器同时标定,提出一种线结构光多传感器三维轮廓测量系统的标定方法。以直接线性变换法为系统标定模型,设计含有多特征点的靶标控制场来解算系统模型参数,应用二元全区间插值误差校正方法对物方坐标计算误差进行校正,实现对整个测量系统的标定。并提出了一种基于二维离散傅里叶变换的多分辨率标定靶标特征点提取的新方法。论述了线结构光四传感器测量系统的标定过程。实验结果表明这种标定方法可实现多传感器测量系统高精度同时标定。

关键词：测量三维测量标定直接线性变换法离散傅里叶变换线结构光

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线结构光传感系统的快速标定方法

光学精密工程 2009年第5期17卷 958-963页

作者：韩建栋吕乃光董明利娄小平北京邮电大学电子工程学院北京100876 北京信息科技大学光电信息与通信工程学院北京100192

针对现有线结构光传感系统标定过程中对设备要求高、标定过程繁琐等问题,提出一种基于三点透视模型的快速标定方法。引入一个可自由移动的平面靶标,靶标上只需要共线且相互位置确定的3个特征点,利用共线三点建立三点透视数学模型,根据3... 详细信息

针对现有线结构光传感系统标定过程中对设备要求高、标定过程繁琐等问题,提出一种基于三点透视模型的快速标定方法。引入一个可自由移动的平面靶标,靶标上只需要共线且相互位置确定的3个特征点,利用共线三点建立三点透视数学模型,根据3个特征点以及光条纹在摄像机像面的成像信息,获取了光平面上标定点在摄像机坐标系下的坐标。平面靶标在视觉范围内任意移动几个位置,得到光平面上多个标定点坐标,从而确定光平面方程。实验证明,该方法平均相对测量误差约为0.72%,标定时不需要昂贵的辅助调整设备,也不需要求解坐标系之间的转换矩阵,简单、快速,适合现场标定。

关键词：线结构光标定光平面三点透视

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线结构光三维测量系统中旋转轴的标定方法

中国激光 2008年第8期35卷 1224-1227页

作者：吴庆阳李景镇苏显渝惠彬深圳大学深圳市微纳光子信息技术重点实验室广东深圳518060 四川大学电子信息学院光电科学技术系四川成都610065

为简化旋转轴心线的定位,提出了一种基于平面参照物的现场标定方法.将一个绘制有棋盘格图案的靶标倾斜地放在旋转平台上,控制旋转平台任意旋转几个角度,并拍摄下每个位置处靶标的图片.通过处理这些图片获取靶标上特征点的空间坐标,对这... 详细信息

为简化旋转轴心线的定位,提出了一种基于平面参照物的现场标定方法.将一个绘制有棋盘格图案的靶标倾斜地放在旋转平台上,控制旋转平台任意旋转几个角度,并拍摄下每个位置处靶标的图片.通过处理这些图片获取靶标上特征点的空间坐标,对这些特征点作圆拟合得到一系列的圆心点,再对这些圆心点作直线拟合,建立起旋转轴的直线方程,完成旋转轴的标定.实验验证了该方法的可行性,实测物体的均方根误差为0.04 mm.

关键词：测量三维传感线结构光标定

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线结构光三维测量系统扫描方向的标定

中国激光 2012年第1期39卷 168-172页

作者：曾祥军霍金城吴庆阳深圳大学电子科学与技术学院深圳市微纳光子信息技术重点实验室广东深圳518060

提出一种基于平面标靶的线结构光三维传感器扫描方向的标定方法。利用平面标靶对摄像头进行标定,得到摄像头的内部参数,将棋盘格平面标靶固定在空间某一位置,测量系统沿着扫描方向移动并采集一系列图像。根据这一系列图像求出摄像机的... 详细信息

提出一种基于平面标靶的线结构光三维传感器扫描方向的标定方法。利用平面标靶对摄像头进行标定,得到摄像头的内部参数,将棋盘格平面标靶固定在空间某一位置,测量系统沿着扫描方向移动并采集一系列图像。根据这一系列图像求出摄像机的外部参数,并结合已经求出的摄像机内部参数计算出标靶上同一特征点在摄像机坐标系下的坐标值,对这些点进行直线拟合得到一直线方程,直线的方向就是测量系统的扫描方向。实验表明,该方法测量精度高,操作简单,无需辅助的调整设备,降低了标定设备的成本和系统校准的难度,适合现场标定。

关键词：测量三维测量线结构光标定

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线结构光图像骨架的剪枝算法

四川大学学报（工程科学版） 2006年第5期38卷 148-151页

作者：吴庆阳苏显渝宋芳四川大学电子信息学院装备指挥技术学院北京101416

在采用线结构光进行三维测量的过程中,将光刀图像细化后得到的骨架会出现许多毛刺和分枝,而光刀图像骨架的位置和形状将会直接影响到测量的精度,为了能够得到一条光顺并具有单一连通性的骨架,必须对其进行剪枝处理。为此提出了一种基于... 详细信息

在采用线结构光进行三维测量的过程中,将光刀图像细化后得到的骨架会出现许多毛刺和分枝,而光刀图像骨架的位置和形状将会直接影响到测量的精度,为了能够得到一条光顺并具有单一连通性的骨架,必须对其进行剪枝处理。为此提出了一种基于曲线追踪技术的剪枝算法,在分枝点处,根据光刀主干的走向找出分枝,从而快速有效的将这些分枝剔除,使最后得到的线条满足骨架的要求。实验表明,这种方法能有效地剪掉分支和消除伪特征,有利于最后三维重建的数据处理。

关键词：三维测量线结构光分枝细化剪枝算法