线结构光光条中心提取综述 被引量：79

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作者 李莹莹 张志毅 袁林 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第10期9-18,共10页

在基于三角法的线结构光三维测量系统中,如何快速精确地从光条图像中提取光条中心位置是实时精密测量的关键问题。本文在分析线结构光光源选择、环境噪声和被测物体表面反射属性等影响光条中心提取因素的基础上,对当前已有的线结构光光... 在基于三角法的线结构光三维测量系统中,如何快速精确地从光条图像中提取光条中心位置是实时精密测量的关键问题。本文在分析线结构光光源选择、环境噪声和被测物体表面反射属性等影响光条中心提取因素的基础上,对当前已有的线结构光光条中心提取方法进行综述,包括专门的光条图像去噪技术和阈值分割技术,以及传统的和改进的光条中心提取算法,分析其原理及关键技术。最后,针对目前线结构光测量中存在的问题给出建议,指出开发能处理高像素图像,并能在室外强光和复杂的自然环境中使用的单目激光系统是将来的发展趋势。 展开更多

关键词 测量 线结构光测量 提取光条中心 图像去噪 图像分割

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行车环境下钢轨轮廓激光条纹中心的提取方法 被引量：30

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作者 王胜春 韩强 +2 位作者 王昊 赵鑫欣 戴鹏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期175-184,共10页

研究了行车环境下激光条纹图像中心线快速、准确且可靠的提取方法。基于ENet深度学习模型实现了激光条纹的多区段快速分割;通过统计各区段内光条梯度方向的直方图来确定各分段光条的法线主方向,并构造了相应的方向模板;利用分区域多模... 研究了行车环境下激光条纹图像中心线快速、准确且可靠的提取方法。基于ENet深度学习模型实现了激光条纹的多区段快速分割;通过统计各区段内光条梯度方向的直方图来确定各分段光条的法线主方向,并构造了相应的方向模板;利用分区域多模板匹配的灰度重心法实现了光条中心的亚像素坐标提取。研究结果表明,该方法可以有效克服室外行车环境中各类干扰信息对光条中心提取的影响,单幅钢轨轮廓图像的光条提取时间仅为2.1 ms,误差均值约为0.082 pixel,标准差为0.047 pixel,兼顾了光条中心提取的时效性和准确率。 展开更多

关键词 图像处理 结构光测量 光条中心提取 图像分割 深度学习 多模板匹配 亚像素

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粗糙金属表面光条中心提取方法 被引量：26

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作者 赵博华 王伯雄 +1 位作者 张金 罗秀芝 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2138-2145,共8页

为了精确提取粗糙金属表面的光条中心,提出了一种基于光切法的光刀条纹中心提取方法。从图像形态学角度出发,分析了图像的噪声来源,利用图像增强处理将噪声转化成颗粒状形态,并保持有效光条的连续条纹状特征。然后,通过对图像连通区域... 为了精确提取粗糙金属表面的光条中心,提出了一种基于光切法的光刀条纹中心提取方法。从图像形态学角度出发,分析了图像的噪声来源,利用图像增强处理将噪声转化成颗粒状形态,并保持有效光条的连续条纹状特征。然后,通过对图像连通区域面积计数,分割噪声和有效光条信息,将得到的二值化光条图像作为掩模板,与原图像相乘来复原光条图像的灰度信息。最后,应用灰度重心法对已去噪的光条灰度图像进行中心提取。实验结果表明,提出的方法可使提取的光条中心全部落在光条位置区域。对噪声较多的直线条纹区域进行的中心提取显示,此方法的平均误差为0.337 5个像素。 展开更多

关键词 光切法 光条中心提取 粗糙金属表面 重心法

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基于海森矩阵与区域增长的激光条纹中心提取 被引量：20

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作者 刘剑 刘丽华 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期113-118,共6页

准确、快速地提取结构光条纹中心是三维测量系统中的关键问题。针对现存的结构光条纹中心提取精度与速度之间的矛盾,提出一种全新的基于海森(Hessian)矩阵与区域增长相结合的激光条纹中心提取方法。采用自适应阈值法提取图像的感兴趣区... 准确、快速地提取结构光条纹中心是三维测量系统中的关键问题。针对现存的结构光条纹中心提取精度与速度之间的矛盾,提出一种全新的基于海森(Hessian)矩阵与区域增长相结合的激光条纹中心提取方法。采用自适应阈值法提取图像的感兴趣区域,利用灰度值最大法确定像素级条纹中心的初始位置;利用Hessian矩阵求取初始点法线方向上的亚像素级光条中心点;将光条中心点作为种子点进行区域增长迭代运算,从而精确提取条纹中心。区域增长算法解决了传统方法中存在的大量高斯卷积运算的问题,提高了条纹中心的提取速度。实验结果表明,该算法提取的条纹中心准确度高,满足三维测量系统中实时在线的要求。该算法的均方差相比于灰度重心法降低了2.02pixel,提取速度相比于Steger法提高了40倍。 展开更多

关键词 测量 结构光 条纹中心提取 区域增长 海森矩阵

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连铸坯三维测量多线结构光的中心条纹快速提取 被引量：3

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作者 孙传富 彭涛 +2 位作者 陆永刚 徐锟 张之江 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期380-392,共13页

在利用多线结构光系统对大尺度连铸坯进行三维测量的过程中,线结构光中心条纹的提取精度是影响三维测量精度的重要因素。提出了一种对传统灰度质心方法进行优化的多线结构光中心条纹提取方法。对连铸坯表面激光横截面不满足高斯分布的... 在利用多线结构光系统对大尺度连铸坯进行三维测量的过程中,线结构光中心条纹的提取精度是影响三维测量精度的重要因素。提出了一种对传统灰度质心方法进行优化的多线结构光中心条纹提取方法。对连铸坯表面激光横截面不满足高斯分布的线结构光条纹,利用图像背景差分的方式去除环境噪声,并根据线结构光条纹与背景间的灰度变化信息确定线结构光的边界,同时提取线结构光的感兴趣区域。根据光条在梯度方向上的灰度积分比例计算灰度质心法的自适应灰度阈值,利用灰度质心方法处理感兴趣区域提取出光条中心点,最后结合附近半径为5个像素的邻域内所定位的中心点进行质心重提取,获得连铸坯表面光条的亚像素中心坐标。现场测量结果表明:对反射特性不均匀的连铸坯表面的激光条纹光条中心进行提取,最终连铸坯边缘轨迹点的三维测量结果标准偏差在2 mm以内,该方法具有精度高、速度快、鲁棒性强的特点。 展开更多

关键词 三维测量 多线结构光 质心法 光条中心提取 连铸坯

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线结构光中心线提取算法研究与发展

6

作者 赵文培 陆安江 +2 位作者 王梦莹 李宜峰 程进 《金属加工（热加工）》 2024年第5期10-16,24,共8页

在线结构光三维测量系统中,准确提取光条中心线是实现三维测量的关键问题。首先,从线结构光的工作原理及系统组成出发,介绍了当前线结构光的发展历程。然后,概述了现有的光条中心提取方法,对其原理和关键技术进行了分析和对比。最后,分... 在线结构光三维测量系统中,准确提取光条中心线是实现三维测量的关键问题。首先,从线结构光的工作原理及系统组成出发,介绍了当前线结构光的发展历程。然后,概述了现有的光条中心提取方法,对其原理和关键技术进行了分析和对比。最后,分析传统中心线提取算法的优缺点,总结了深度学习的强适应性和高精度性能更适合工业检测中的应用。对线结构光光条纹中心线提取算法进行研究,对现有的问题进行了深入分析,并对未来的研究方向做出了展望。 展开更多

关键词 线结构光 三维测量系统 光条中心提取 深度学习

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基于线结构光的零件三维尺寸测量系统

7

作者 郭建青 石彧 刘旭光 《科技创新与应用》 2024年第27期45-47,54,共4页

针对原有接触式三维测量技术测量时间长、效率低、对零件有损伤等问题,提出一种基于线结构光的零件三维尺寸测量系统。建立光平面数学模型,采用基于平面靶标的自由移动标定法标定光平面,利用基于Hessian矩阵的Steger方法对线结构光中心... 针对原有接触式三维测量技术测量时间长、效率低、对零件有损伤等问题,提出一种基于线结构光的零件三维尺寸测量系统。建立光平面数学模型,采用基于平面靶标的自由移动标定法标定光平面,利用基于Hessian矩阵的Steger方法对线结构光中心提取,通过坐标变换得到零件的三维尺寸。在Visual Studio软件中的Winform窗体应用设计三维测量系统的软件交互界面,搭建实验测量平台进行多个零件的测量实验。实验结果表明,对不同零件三维尺寸测量相误差均小于4%,提出的测量系统及方法具有较高的精度和稳定性,能够满足工程应用。 展开更多

关键词 线结构光 三维测量 光条中心提取 光平面标定:三维尺寸测量系统

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基于骨架邻近像素匹配的光条中心提取方法

8

作者 张铫 夏雨风 +1 位作者 王梓琦 刘洋 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1529-1536,共8页

提出一种基于骨架邻近像素匹配的线结构光条中心提取方法,分别在图像预处理阶段和光条中心提取阶段对传统方法进行改进.在图像预处理阶段,将马尔可夫随机场理论应用于二值图像去噪中,同时提出了一种基于连通域面积特性的ROI(region of i... 提出一种基于骨架邻近像素匹配的线结构光条中心提取方法,分别在图像预处理阶段和光条中心提取阶段对传统方法进行改进.在图像预处理阶段,将马尔可夫随机场理论应用于二值图像去噪中,同时提出了一种基于连通域面积特性的ROI(region of interest)提取方法.在光条中心提取阶段,首先提出了一种光条骨架剪枝算法,对细化ROI得到的光条骨架进行剪枝、平滑,之后综合考虑光条图像的几何特性和灰度分布特性,基于邻近分析对ROI内各像素进行划分,继而求取出灰度重心,最后经Savitzky-Golay滤波后实现光条中心提取.实验结果表明,所提方法对不同类型光条的提取适用性强,相较于Steger法精度更高,且速度在其基础上提高了约6.98倍. 展开更多

关键词 图像处理 线结构光 光条中心提取 骨架细化 灰度重心法

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金属表面非相干线结构光条纹中心提取方法 被引量：1

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作者 商执亿 王建华 +1 位作者 尹培丽 杜虎兵 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期503-509,共7页

采用线结构光法测量金属表面形貌时,由于受到金属表面光学特性和散斑噪声的影响,条纹中心的提取误差往往较大。为此,提出了一种非相干线结构光形貌测量方法,避免了散斑噪声的影响。通过分析该方法测量金属表面形貌时的条纹图像特点,提... 采用线结构光法测量金属表面形貌时,由于受到金属表面光学特性和散斑噪声的影响,条纹中心的提取误差往往较大。为此,提出了一种非相干线结构光形貌测量方法,避免了散斑噪声的影响。通过分析该方法测量金属表面形貌时的条纹图像特点,提出一种适合非相干线结构光条纹的中心提取方法。该方法首先采用结合积分图像原理的自适应阈值分割算法,对原条纹图像进行分割。采用灰度重心法粗提取原条纹中心坐标,以该坐标为基准向条纹宽度方向延伸,从而确定阈值分割后条纹图的感兴趣区和背景区,并去除背景区的噪声。经中值滤波后,采用几何中心法提取条纹中心。实验结果表明:采用该方法提取粗糙度样块表面非相干光条纹中心的平均误差为1.5μm,提取齿轮渐开线样板表面非相干光条纹中心的平均误差为0.9μm,均比其线激光条纹中心的提取误差小。所提方法能实现金属表面非相干线结构光条纹中心的精确提取。 展开更多

关键词 金属表面 非相干线结构光 条纹中心提取 阈值分割

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基于多线结构光的电池阵列位姿测量技术研究

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作者 玄金龙 郝颖明 魏景阳 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第8期1-7,共7页

获取机械手与电池阵列平面相对位姿是机械手对电池阵列平面自动操作的前提。针对多片状拼接特点的非合作电池阵列测量目标,提出了一种基于多线结构光的电池阵列平面位姿测量方法。该测量法采用多线结构光获取电池阵列上激光光条的图像,... 获取机械手与电池阵列平面相对位姿是机械手对电池阵列平面自动操作的前提。针对多片状拼接特点的非合作电池阵列测量目标,提出了一种基于多线结构光的电池阵列平面位姿测量方法。该测量法采用多线结构光获取电池阵列上激光光条的图像,在图像中提取光条中心直线并进行短直线信息融合,依据不同光条之间的几何约束关系识别出直线组,进而基于直线组上的特征点求解相对位姿。在图像处理过程中,为快速获取高精度光条中心直线,提出了一种基于主成分分析与RANSAC相结合的光条中心直线提取方法。经实验验证,所提光条中心直线提取方法,精度与Steger算法相近,速度约为Steger算法的3倍;所提短直线信息融合方法能够改善位姿求解精度;所提测量方法求解的相对位置误差小于4.6 mm,相对姿态角误差小于2°,满足实际工程应用需求。 展开更多

关键词 视觉测量 结构光 位姿求解 光条中心提取 主成分分析 RANSAC

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基于GPU加速和多项式的图像三维重建技术

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作者 王晨曦 朱硕 童亚拉 《湖北工业大学学报》 2018年第4期33-36,共4页

在图像三维重建中,摄像机的标定和光条纹中心的提取是其中两项关键技术。前者通过求内外参数矩阵和畸变系数完成,计算量大且过程较复杂;后者可采用Steger算法获得,但Steger算法二维高斯卷积的计算量较大。利用GPU加速对Steger算法进行改... 在图像三维重建中,摄像机的标定和光条纹中心的提取是其中两项关键技术。前者通过求内外参数矩阵和畸变系数完成,计算量大且过程较复杂;后者可采用Steger算法获得,但Steger算法二维高斯卷积的计算量较大。利用GPU加速对Steger算法进行改进,使之耗时减少;在计算像素坐标和三维坐标关系时采用一种多项式方法,避免计算参数矩阵,以实现整个过程简便化。实验表明,该方法能准确快速地完成三维重建。 展开更多

关键词 摄像机标定 光条纹中心提取 GPU图形加速 多项式方法

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冷弯空心型钢三维在线质量检测系统设计

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作者 李大华 沈洪宇 +2 位作者 李栋 田禾 汪宏威 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第9期95-100,共6页

冷弯空心型钢断面的长、宽和弯角外圆弧半径等参数是其产品质量参数,生产中产品质量参数检测常采用人工测量方式,存在检测参数实时性差、测量参数精度不高及受人为因素影响等问题。基于线结构光测量原理,采用计算机视觉测量技术和自动... 冷弯空心型钢断面的长、宽和弯角外圆弧半径等参数是其产品质量参数,生产中产品质量参数检测常采用人工测量方式,存在检测参数实时性差、测量参数精度不高及受人为因素影响等问题。基于线结构光测量原理,采用计算机视觉测量技术和自动化技术,设计了冷弯空心型钢三维在线质量检测系统,实现了系统的硬件结构、标定流程以及检测算法。设计的内容包括:提出了一种基于亚像素的线结构光中心线提取和精准圆拟合算法;实现了相机的标定以及单目、多目系统的标定;针对品质参数中的弯角测量采用一种三维点云数据处理方法,可以满足测量要求。经系统运行测试,系统误差为+0.2 mm以内,能够满足系统在线测量的性能要求。 展开更多

关键词 线结构光 质量检测系统 点云 条纹中心线 圆拟合 标定

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基于K-means聚类的结构光中心线提取方法研究

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作者 朱永 蒋强 郭乃菊 《沈阳理工大学学报》 CAS 2023年第5期40-46,共7页

在线结构光测量系统中,为实现对结构光光条中心线的快速、准确提取,提出一种基于K-means聚类的光条中心线提取方法。在对光条图像进行中值滤波的基础上,利用K-means算法分割出光条感兴趣区域(ROI),并对二值图像进行数学形态学操作,再结... 在线结构光测量系统中,为实现对结构光光条中心线的快速、准确提取,提出一种基于K-means聚类的光条中心线提取方法。在对光条图像进行中值滤波的基础上,利用K-means算法分割出光条感兴趣区域(ROI),并对二值图像进行数学形态学操作,再结合灰度重心法和最小二乘法得出较好的光条中心线。实验结果表明:该方法能够有效分割出目标光条,并快速提取出光条中心线;算法提取光条中心到拟合直线距离的标准差约为0.184像素,运行时间约为0.281 s;提取精度明显优于灰度重心法和方向模板法,实时性比Steger算法有巨大的提升,且具有较好的抗噪声干扰能力。 展开更多

关键词 线结构光测量 中值滤波 光条中心线提取 聚类算法

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一种基于色彩迁移技术的DeBruijn彩色结构光解码算法 被引量：2

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作者 白宏运 许宏丽 黄华 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第1期280-288,共9页

高精度解码是DeBruijn彩色结构光三维测量技术的关键问题。针对光照和物体表面纹理等因素导致解码精度不高的问题,提出一种基于色彩迁移技术的DeBruijn彩色结构光解码算法。首先,以结构光编码图像的颜色分布为先验知识,利用色彩迁移的... 高精度解码是DeBruijn彩色结构光三维测量技术的关键问题。针对光照和物体表面纹理等因素导致解码精度不高的问题,提出一种基于色彩迁移技术的DeBruijn彩色结构光解码算法。首先,以结构光编码图像的颜色分布为先验知识,利用色彩迁移的方式对相机捕获的结构光投影图像进行增强和去光照处理,还原结构光投影图像条纹的颜色信息;然后,基于提出的两步精确定位的彩色结构光投影图像条纹中心点亚像素提取算法,准确提取条纹的中心坐标;最后,基于动态规划算法完成特征点匹配。实验结果表明,在光照和被测物体表面纹理导致结构光投影图像质量下降的情况下,提出的解码算法依然能够有效提高解码精度,具有较强的稳健性。 展开更多

关键词 图像处理 色彩迁移 结构光解码 条纹中心点提取 DeBruijn序列

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