基于立體視覺的高速結(jié)構(gòu)光掃描系統(tǒng).pdf

1、結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)的原理是通過激光器發(fā)出的光投向被測物體，在物體表面上形成檢測光帶圖形，通過圖像采集和處理技術(shù)對光帶的坐標(biāo)進(jìn)行提取，從而得到物體表面的二維斷面信息，當(dāng)激光和攝像機(jī)相對于被測物體移動時(shí)，就能獲取被測物體的三維輪廓。為了提高現(xiàn)有結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)的掃描頻率，本項(xiàng)目提出了多條光帶的激光掃描測量技術(shù)，在采集處理模塊處理速度和相機(jī)輸出頻率不變的條件下，極大地提高斷面掃描頻率，以滿足鋼軌斷面車載檢測等高速應(yīng)用場景。
　　論文首先介紹了

2、激光三角測量方法和雙目立體視覺測量方法的基本原理，說明了單個(gè)相機(jī)測量多條光帶時(shí)遇到的光帶序號區(qū)分的問題;針對這個(gè)問題給出了基于立體機(jī)器視覺的結(jié)構(gòu)光掃描系統(tǒng)工作的總體方案。然后對本文的主要內(nèi)容分成幾章進(jìn)行詳細(xì)的介紹，包括硬件設(shè)計(jì)與圖像處理算法，軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)標(biāo)定原理和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　硬件設(shè)計(jì)與圖像處理算法主要介紹了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件采集的設(shè)計(jì)，以及FPGA對五條光帶的提取算法，移植在FPGA上后，硬件采集分辨率為1280×102

3、4的圖像時(shí)，幀頻能達(dá)到300fps，采集斷面速率為每秒1500斷面。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)依靠DALSA公司提供的Sapera LT類庫和MFC開發(fā)環(huán)境進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對圖像的設(shè)置、緩存、繪圖和坐標(biāo)數(shù)據(jù)的保存等功能。
　　系統(tǒng)標(biāo)定包括對雙目立體視覺參數(shù)的標(biāo)定和結(jié)構(gòu)光三角測量參數(shù)的標(biāo)定。對雙目立體視覺參數(shù)的標(biāo)定采用張正友標(biāo)定法，對結(jié)構(gòu)光三角測量的參數(shù)標(biāo)定采用擬合的方式獲取方程式中未知參數(shù)的解。通過系統(tǒng)測試，得到系統(tǒng)的采集速率達(dá)到每秒1500斷面