三維視覺檢測儀器化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、根據(jù)現(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展，針對日益增長的三維視覺檢測需求和應(yīng)用，本論文詳細(xì)分析了國內(nèi)外三維視覺檢測技術(shù)的發(fā)展概況及三種通用系統(tǒng)方案，遵循儀器化過程中高精度、通用性、統(tǒng)一性、靈活方便性以及實(shí)用性的思路，圍繞三維視覺檢測中圖像特征提取、視覺傳感器標(biāo)定及測量等若干關(guān)鍵技術(shù)，從理論和實(shí)踐上進(jìn)行了一系列深入的研究，設(shè)計(jì)完成了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)論證工作，進(jìn)一步推進(jìn)了三維視覺檢測技術(shù)儀器化和實(shí)用化的進(jìn)程。論文完成的主要工作有： 一、針對三維視覺檢測技術(shù)

2、的需求和應(yīng)用，概括總結(jié)了國內(nèi)外三維視覺檢測技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了三維尺寸和形貌視覺檢測的三種通用系統(tǒng)方案，并對其中的關(guān)鍵技術(shù)，尤其目前亟待解決的共性化、關(guān)鍵性技術(shù)問題進(jìn)行了詳細(xì)闡述； 二、綜合主動(dòng)、被動(dòng)視覺檢測法，提出了一種基于立體視覺的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的多功能立體視覺傳感器，該傳感器模塊化、多功能、通用性好，可以實(shí)現(xiàn)不同測量特征(孔、棱線、曲面等)的三維視覺檢測任務(wù)； 三、詳細(xì)分析了各類攝像機(jī)標(biāo)定方法，研究了一種通用的、對攝像

3、機(jī)初始參數(shù)及標(biāo)定靶標(biāo)姿態(tài)無嚴(yán)格要求的高精度攝像機(jī)標(biāo)定方法，可以標(biāo)定出包括攝像機(jī)徑向畸變和切向畸變在內(nèi)的內(nèi)、外部參數(shù)； 四、針對結(jié)構(gòu)統(tǒng)一多功能立體視覺傳感器，建立了統(tǒng)一的標(biāo)定數(shù)學(xué)模型，提出了一種基于任意位姿平面靶標(biāo)的高精度標(biāo)定方法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法靈活方便、快速簡單、標(biāo)定精度高； 五、針對適用于機(jī)器人柔性三維視覺檢測系統(tǒng)的線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器，研究了一種基于交比不變性及任意位姿平面標(biāo)定參照物的高精度現(xiàn)場標(biāo)定方法，極大地簡

4、化了標(biāo)定設(shè)備，靈活方便，精度高； 六、研究了三維視覺檢測中高精度圖像特征提取方法，提出了類橢圓自動(dòng)分割和中心特征自動(dòng)提取方法，在詳細(xì)分析各類光條提取算法的基礎(chǔ)上，研究了基于Hessian矩陣的高精度光條(類線條)提取方法，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證； 七、提出了雙目立體視覺傳感器可修復(fù)的概念，實(shí)驗(yàn)證明該方法在對光照敏感的三維視覺檢測系統(tǒng)中，具有良好的適應(yīng)性和精度。 八、提出了線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器測量圓(類圓)孔中心兩步法