單目視覺系統(tǒng)的光源結(jié)構(gòu)優(yōu)化及三維重構(gòu)方法.pdf

1、隨著全球智能化的發(fā)展，機器視覺技術(shù)以其高效率、高精度、易集成等優(yōu)點，已在工業(yè)生產(chǎn)及工作生活等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。在基于視覺的三維重構(gòu)方面，數(shù)字化的計算機通過采集二維數(shù)據(jù)具有了恢復(fù)周圍環(huán)境信息和結(jié)構(gòu)的能力。而光源照明系統(tǒng)及三維重構(gòu)方法均是機器視覺三維檢測研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要研究單目視覺系統(tǒng)的光源照明設(shè)計與優(yōu)化，并研究基于該視覺系統(tǒng)重構(gòu)微器件表面三維形貌的方法。具體研究內(nèi)容如下：
　　（1）對AOI光源結(jié)構(gòu)進行研究，提出了一整套

2、設(shè)計與優(yōu)化方案：該方案綜合考慮了整個檢測系統(tǒng)的工作距離、產(chǎn)品材質(zhì)和相機曝光亮度等方面因素，并根據(jù)LED照度、半光強角等參數(shù)優(yōu)化了LED燈珠排布尺寸、角度和間距。實驗結(jié)果表明該方法可提高視覺系統(tǒng)的穩(wěn)定性和采集圖像的質(zhì)量，并有利于降低光源的生產(chǎn)成本。
　?。?）對機器視覺三維重構(gòu)方法進行研究，提出了一種基于單目視覺的微器件表面重構(gòu)方法：該方法使用單個3CCD彩色相機，在改進AOI光源照射下，對相機視場內(nèi)的微器件采集單張彩色圖像。通過對

3、該彩色圖像中微器件的輪廓、色彩、灰度及表面紋理等特征的提取處理，重構(gòu)出微器件表面三維形貌。
　?。?）提出了一種基于數(shù)值方法的改進光照模型：該光照模型由以光學理論為基礎(chǔ)的鏡面反射模型和簡化的Oren-Nayar漫反射模型組成，適用于金屬類表面光滑易反光的材質(zhì)。文中提出視場內(nèi)像素點的入射光強隨坐標位置的變化而變化，并給出了每個像素點入射光強的計算方法?；跀?shù)值方法的改進光照模型，可精確描述視場內(nèi)各點照射光強，建立準確度高的光照模型，