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用，本論文詳細分析了國內(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、視覺傳感器標定及測量等若干關(guān)鍵技術(shù)，從理論和實踐上進行了一系列深入的研究，設(shè)計完成了相應的實驗論證工作，進一步推進了三維視覺檢測技術(shù)儀器化和實用化的進程。論文完成的主要工作有： 一、針對三維視覺檢測技術(shù)

2、的需求和應用，概括總結(jié)了國內(nèi)外三維視覺檢測技術(shù)的發(fā)展狀況，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)問題進行了詳細闡述； 二、綜合主動、被動視覺檢測法，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，可以實現(xiàn)不同測量特征(孔、棱線、曲面等)的三維視覺檢測任務； 三、詳細分析了各類攝像機標定方法，研究了一種通用的、對攝像

3、機初始參數(shù)及標定靶標姿態(tài)無嚴格要求的高精度攝像機標定方法，可以標定出包括攝像機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)一的標定數(shù)學模型，提出了一種基于任意位姿平面靶標的高精度標定方法，通過實驗驗證，該方法靈活方便、快速簡單、標定精度高； 五、針對適用于機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定參照物的高精度現(xiàn)場標定方法，極大地簡

4、化了標定設(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，提出了類橢圓自動分割和中心特征自動提取方法，在詳細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，并進行了相關(guān)實驗驗證； 七、提出了雙目立體視覺傳感器可修復的概念，實驗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