全場(chǎng)視覺(jué)自掃描測(cè)量系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文針對(duì)現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中對(duì)中小型零件快速測(cè)量的需求，以攝像機(jī)、激光器和振鏡等設(shè)備為載體，在結(jié)合了線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感器現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)全視場(chǎng)自掃描測(cè)量系統(tǒng)的工作原理和轉(zhuǎn)換模型以及系統(tǒng)標(biāo)定等問(wèn)題，從理論和實(shí)踐上進(jìn)行了深入的研究和探討，提出了一種新的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定及測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換方法，并對(duì)該方法進(jìn)行了硬件搭建和軟件編程。最后通過(guò)對(duì)實(shí)物進(jìn)行測(cè)量和誤差分析，證明了該系統(tǒng)有較高的測(cè)量精度。本文的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面： 1．利用已有的線

2、結(jié)構(gòu)光傳感器現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定技術(shù)，結(jié)合對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模型的分析，建立了攝像機(jī)的透視成像模型，并對(duì)攝像機(jī)的畸變進(jìn)行校正，完成對(duì)攝像機(jī)和系統(tǒng)初始狀態(tài)的標(biāo)定。 2．提出全視場(chǎng)自掃描測(cè)頭的三維測(cè)點(diǎn)轉(zhuǎn)換模型。利用基于平面網(wǎng)格靶標(biāo)的線結(jié)構(gòu)光現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定方法標(biāo)定攝像機(jī)，并且標(biāo)定線結(jié)構(gòu)光與振鏡的初始狀態(tài)，然后利用振鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)角度確定振鏡轉(zhuǎn)動(dòng)后反射光平面的位置，進(jìn)而得到一種計(jì)算三維測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的新方法。 3．開(kāi)發(fā)了全視場(chǎng)自掃描測(cè)量系統(tǒng)的控制軟件。通過(guò)軟件對(duì)各個(gè)

3、硬件進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)標(biāo)定、測(cè)量系統(tǒng)初始狀態(tài)標(biāo)定和測(cè)量等功能，并且可以對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理、存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)顯示。 本課題設(shè)計(jì)的通過(guò)改變線結(jié)構(gòu)光平面與振鏡轉(zhuǎn)軸夾角來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)視場(chǎng)內(nèi)被測(cè)零件的自掃描視覺(jué)測(cè)量的裝置，通過(guò)振鏡這種反射裝置驅(qū)動(dòng)光平面在物空間做掃描運(yùn)動(dòng)，使線結(jié)構(gòu)光覆蓋攝像機(jī)的整個(gè)視場(chǎng)。它將全視場(chǎng)自掃描功能封裝在線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)頭內(nèi)部，使掃描成為線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)頭的一項(xiàng)內(nèi)置功能。它集光學(xué)三角法、非接觸測(cè)量和自掃描測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)于一