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《激光視覺三維測量及其標(biāo)定技術(shù)的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文摘要摘要三維視覺測量是集光、機(jī)、電和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高新技術(shù),它的重要意義在于能夠?qū)?shí)物的立體信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號(hào),為實(shí)物數(shù)字化提供方便.快捷和準(zhǔn)確測量手段。本文以逆向工程及工業(yè)檢測為應(yīng)用背景,為了更加準(zhǔn)確和快速地采集物體表面三維數(shù)字化模型,對(duì)激光視覺三維測量系統(tǒng)及其標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。本文首先對(duì)三維測量方法進(jìn)行了概述,分析了各類方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上主要研究了基于計(jì)算機(jī)視覺及光學(xué)三角原理的線結(jié)構(gòu)光視覺測量方法。并對(duì)線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),給出了設(shè)計(jì)原理及設(shè)備的配置,接著提出了結(jié)構(gòu)調(diào)整方案,并對(duì)由安裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的測量誤差進(jìn)行了分析。標(biāo)定方法是線結(jié)構(gòu)
2、光視覺傳感器的關(guān)鍵技術(shù)之一,本文在分析、比較各種視覺模型及標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上,最終采用考慮鏡頭畸變因素的針孔攝像機(jī)模型作為線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的視覺模型。標(biāo)定方法主要包括標(biāo)定點(diǎn)的獲取方法及傳感器模型參數(shù)求解方法,本文在分析Tsai兩步法求解模型參數(shù)的基礎(chǔ)上,提出了新的標(biāo)定方法,通過特殊設(shè)計(jì)的標(biāo)靶及六自由度機(jī)械手臂來獲取激光平面上的特征點(diǎn)作為標(biāo)定點(diǎn),通過本文提出的采用線性求解內(nèi)參數(shù)的兩步法完成參數(shù)求解,該方法快速簡單,提高了標(biāo)定效率。本文通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)兩步法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法及本文所提標(biāo)定方法進(jìn)行了比較,并對(duì)不同方法的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的掃描及誤差計(jì)算證明了本文所提方法的可行性與可靠性,測量
3、精度優(yōu)于0.05mm,實(shí)現(xiàn)了實(shí)物模型數(shù)字化的目的。最后還對(duì)影響三維掃描精度的各個(gè)因素進(jìn)行了理論討論,為三維測量系統(tǒng)整體精度的提高提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:線結(jié)構(gòu)光;視覺測量;攝像機(jī)模型;標(biāo)定技術(shù)英文摘要TheResearchonLaserOpticalThree—DimensionalMeasurementandItsCalibratingTechnologyAbstractSincethethree-dimensional(319)digitalinformationmeasurementtechnologyintegratesoptics,machine,electricityandcom
4、putersciencetogether,the3DsurfaceinformationofallobjectCallbetransferredintodigi“signalsquickly,whichcanbeusedinmanufacturingandmachiningfieldsdirectly.Fortherequitingaboutsurfacedigital3Dmodelreconstructioninreverseengineering,the3Dlairopticalmeasuringsystemanditscalibratingtechnologyarcstudied.Th
5、esUttllnaryfor3Dsurfacemeasurementtechnologyisgiven,sothatthereasonofthechoiceofmyresearchtopicisshown.Basedontheanalysisresultsfortheotheropticalmeasurementmethods,theapproachofthelinearstructure—lightopticalmeasurementbasedoncomputervisionandopticaltriangulmionisstudied.Anovelhardwareconfiguratio
6、nofopticalsensorisdesigned,therelativeprincipleandsetupaboutthepresentedsystemareshown,forfurtherimprovingsystemperformance,ndynamicadjustingschemeisprovided.Thesystemerrorisanalyzed.Calibrationisoneofthekeytechnologiesofthelinearstructure—lightopticalsensor,basedontheanalysesandcomparisonofvarious
7、opticalmodelsandcalibrationapproaches,takingaccountoftheaffectionfromlensdistortion,pinholecamel丑modelistaken嬲opticalmodel.Thedevelopedcalibrationapproachconsistsofgettingcalibratedpointsandsolvingtheparame