基于線結(jié)構(gòu)光的單目視覺目標位姿測量研究.pdf

1、視覺測量廣泛應(yīng)用于無損檢測、工業(yè)自動化生產(chǎn)線、視覺導航、3D四輪定位等各個領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)光視覺測量是一種典型的視覺測量方法。結(jié)構(gòu)光測量精度受圖像特征點提取精度、標定方法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和測量硬件設(shè)備等諸多參數(shù)的影響。本課題采用理論分析和實驗驗證相結(jié)合的方法從特征提取，結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及數(shù)據(jù)處理三方面入手，以提高結(jié)構(gòu)光目標位姿測量系統(tǒng)的測量精度為目標，平面板件和汽車車輪為實驗測量對象，研究了提高結(jié)構(gòu)光傳感器目標位姿測量精度的方法，主要內(nèi)容包括：

2、r>　?。?）結(jié)構(gòu)光測量方法分析研究。主要闡述了結(jié)構(gòu)光目標位置測量系統(tǒng)的組成及測量原理，結(jié)合單目視覺和結(jié)構(gòu)光的理論知識，建立結(jié)構(gòu)光視覺測量模型，并分析出影響結(jié)構(gòu)光測量精度的因素，對后續(xù)測量精度優(yōu)化仿真及實驗分析奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）圖像特征點處理方法研究。主要闡述了圖像預處理方法，特征光條提取方法和靶標角點提取方法。然后結(jié)合結(jié)構(gòu)光圖像的特點，提出了一套提取圖像特征點的方法。在光條中心線附近設(shè)置初始模型，將高斯模型作為模版，對光條

3、的初始模型進行能量最優(yōu)解求取，實現(xiàn)光條中心的提取。該方法通過光條的中心幾何信息結(jié)合光條灰度進行計算，可有效抑制噪聲的影響，且具有較強的光條斷線修補能力，提取的光條中心具有亞像素級精度。通過仿真及實驗證明該方法抗噪聲程度好、提取效果理想。
　?。?）結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)的標定及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。首先對相機標定的方法和光平面標定的方法進行介紹，經(jīng)一系列實驗對比，選定一種合適的相機內(nèi)部參數(shù)標定方法。對影響測量精度的系統(tǒng)參數(shù)（相機內(nèi)部參數(shù)，特征點提