振镜激光扫描测量系统误差分析与补偿 被引量：19

1

作者 王腾 杨树明 +4 位作者 李述胜 袁野 胡鹏宇 刘涛 贾书海 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第23期156-168,共13页

振镜扫描系统因其具有高速和高精度等优点被广泛应用于激光快速成型、激光精密打标和激光扫描测量等诸多领域,但因振镜系统的引入而存在系统测量误差。鉴于此,首先搭建线激光一维振镜扫描系统并采用双棋盘格标定板的标定方法对系统进行... 振镜扫描系统因其具有高速和高精度等优点被广泛应用于激光快速成型、激光精密打标和激光扫描测量等诸多领域,但因振镜系统的引入而存在系统测量误差。鉴于此,首先搭建线激光一维振镜扫描系统并采用双棋盘格标定板的标定方法对系统进行标定,然后建立系统的误差模型并对扫描过程中的测量误差进行理论分析,最后针对振镜转角误差提出一种基于查表法的补偿方法。实验结果表明,当测量工作距离为250 mm左右时,误差补偿后,中心距离的方均根误差从0.733 mm降低至0.061 mm,标准差从0.200 mm降低至0.060 mm,说明该方法能够显著提高系统的测量精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 机器视觉 误差补偿 振镜扫描 线结构光测量

原文传递

大型工件单目结构光三维扫描方法 被引量：17

2

作者 陈思豪 王中任 +1 位作者 肖光润 晏涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1358-1362,共5页

针对大型工件,提出了一种基于单目线结构光三维扫描的方法。通过引入线结构光平面建立了视觉传感器数学模型和多项式模型,并使用高精密手动平移台控制平行线靶标在6个固定位置的移动对相机和光平面进行标定,提高标定的精度和准确度。同... 针对大型工件,提出了一种基于单目线结构光三维扫描的方法。通过引入线结构光平面建立了视觉传感器数学模型和多项式模型,并使用高精密手动平移台控制平行线靶标在6个固定位置的移动对相机和光平面进行标定,提高标定的精度和准确度。同时对测量工件部分精准定位有效区域,减小程序运算量。该扫描方法可直接构建传感器的测量坐标系,过程简单,速度较快。通过对大尺寸铝合金铸件进行扫描测试,选取了合适的扫描速度v=1. 25mm/s,在满足精度的前提下提升了工业应用的效率。实验结果证明,此种方法能够有效准确的对物体表面进行重构,平均误差小于0. 1 mm,具有较高的精度。 展开更多

关键词 大型工件 线结构光 三维测量 系统标定

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基于平面靶标的交叉结构光标定方法

3

作者 刘建鑫 纪超洋 +1 位作者 李艳文 陈子明 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期185-193,共9页

为实现线结构光高精度标定,提出一种基于平面靶标的交叉结构光标定方法。根据Blinn-Phong光照模型可知,当激光条纹投射在平面靶标上特征点边缘处时光截面不再服从高斯分布,常用的中心提取算法无法准确提取目标。首先,基于形态学操作剔... 为实现线结构光高精度标定,提出一种基于平面靶标的交叉结构光标定方法。根据Blinn-Phong光照模型可知,当激光条纹投射在平面靶标上特征点边缘处时光截面不再服从高斯分布,常用的中心提取算法无法准确提取目标。首先,基于形态学操作剔除在平面靶标上特征点边缘处的中心点,使得直线拟合的误差由0.060 8 pixel提升到0.035 8 pixel,有效减少因算法提取误差对标定结果造成的影响;然后,基于高斯曲线拟合方法对所提取的线结构光与辅助结构光交点位置进行修正,基于Ransac算法进行直线拟合,结果同样也有效剔除因光照不均、材质变化造成误差较大的点。实验结果表明,两种方法结合后标定精度提高25%,中心点三维坐标与标定板平面方程相差仅4 μm,有效提高线结构光标定精度。 展开更多

关键词 机器视觉 Steger算法 线结构光标定 视觉测量

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基于线结构光的三维垂线位移测量方法 被引量：2

4

作者 梅天灿 肖尧 +2 位作者 毛索颖 黄跃文 周芳芳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期189-196,共8页

垂线测量法是观测大坝变形位移的一种简便而有效的方法,在实际大坝变形监测中得到广泛应用。针对现有垂线坐标仪大多只能测量垂线二维位移且结构复杂的问题,本文提出了一种基于线结构光的三维垂线测量方法。基于垂线测量中垂线方向不变... 垂线测量法是观测大坝变形位移的一种简便而有效的方法,在实际大坝变形监测中得到广泛应用。针对现有垂线坐标仪大多只能测量垂线二维位移且结构复杂的问题,本文提出了一种基于线结构光的三维垂线测量方法。基于垂线测量中垂线方向不变,利用线结构光测量原理实现垂线三维位移测量。首先,本文采用线结构光测量获取垂线二维位移,然后基于垂线上固定标志点的成像光线和垂线相交于一点的事实,综合垂线二维测量结果和通过相机内参数恢复的固定标志点成像光线方程,实现垂线三维位移测量。实验结果表明,本方法在水平面内Y方向上的位移测量精度为±0.1 mm,在水平面内X方向和竖直Z方向上的位移测量精度达到±0.05 mm,测量范围为0~80 mm。相较目前垂线位移测量方法,本文方法垂线位移测量精度和测量范围更高,且测量结构简单。 展开更多

关键词 三维垂线坐标仪 机器视觉 线结构光测量 大坝变形监测

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基于线结构光传感器的多型胶体三维尺寸测量方法

5

作者 赵晶 侯辉 +2 位作者 杨大鹏 黄惠玲 韩军 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第5期85-90,97,共7页

为解决当前工业点胶质量检测精度低、算法通用性差等问题,提出了一种基于线结构光传感器的多型胶体三维尺寸测量方法。该方法使用线结构光传感器进行胶体图像采集,采用一种倾斜矫正方法解决受外界影响导致高度图数据不准的问题,而后提... 为解决当前工业点胶质量检测精度低、算法通用性差等问题,提出了一种基于线结构光传感器的多型胶体三维尺寸测量方法。该方法使用线结构光传感器进行胶体图像采集,采用一种倾斜矫正方法解决受外界影响导致高度图数据不准的问题,而后提出胶体三维测量方法。针对多种形状胶体,设计并优化了一种直线扫描测宽法与一种骨架提取测宽法,将两者结合提出了一种自适应测宽法。通过对比分析,实验结果表明所提出的测量方法能够有效适应多种形状胶体实现高精度三维测量,测量平均相对误差低至0.55%,具有较强的通用性与准确性。 展开更多

关键词 线结构光 胶水检测 机器视觉 三维测量 骨架提取

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齿轮三维测量中线结构光测头位姿的优化方法 被引量：2

6

作者 石照耀 王涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期44-53,共10页

采用线结构光传感器测量齿轮三维误差,具有快速、全信息和高重复性等特点,但测头与被测齿轮的位姿关系是影响齿轮测量准确度的关键问题。以优化测头与被测齿轮的位姿关系为目标,提出了测头位姿量化评价指标。为验证指标的有效性,进行了... 采用线结构光传感器测量齿轮三维误差,具有快速、全信息和高重复性等特点,但测头与被测齿轮的位姿关系是影响齿轮测量准确度的关键问题。以优化测头与被测齿轮的位姿关系为目标,提出了测头位姿量化评价指标。为验证指标的有效性,进行了同一产品齿轮在不同位姿参数下的测量实验,并与克林贝格P26齿轮测量中心进行对比分析。结果表明,与“陡峭”的常规测量方法相比,本文方法点云密度比Λ指标高33.6%,倾斜比υ指标高30.2%,所测量的齿廓单元更加完整、更符合国际标准ISO1328对数据的要求,齿轮单项误差评定结果也更准确。该方法预估的线结构光传感器的位置和姿态参数,用于齿轮测量前测头位姿的确定,进而提高齿轮测量精度,也为解决陡峭齿面非接触式测量问题的提供了途径。 展开更多

关键词 齿轮 线结构光 位姿 齿廓单元 三维测量

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基于外接圆方法的点云法向量提取 被引量：2

7

作者 李莹莹 张志毅 袁林 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2014年第6期105-110,共6页

在线结构光测量中,为快速准确地提取点云的法向量,提出了一种外接圆方法。通过图像细化法求得光条纹初值中心点集,然后判定相邻三点是否共线:若共线,该点初始法线垂直于该直线;否则,这三点可以确定一个外接圆,连接外接圆心坐标和该点坐... 在线结构光测量中,为快速准确地提取点云的法向量,提出了一种外接圆方法。通过图像细化法求得光条纹初值中心点集,然后判定相邻三点是否共线:若共线,该点初始法线垂直于该直线;否则,这三点可以确定一个外接圆,连接外接圆心坐标和该点坐标得到该点的初始法向量。为减震荡,需对相邻三条初始法向量做平均,得到最终法向量。通过与Hessian矩阵法和Sobel梯度法进行对比,表明该方法能够准确提取法向量,且处理一幅320 pixel×240 pixel的图像的时间低于8 ms,能够满足实时性要求。 展开更多

关键词 测量 线结构光测量 法向量提取 Sobel梯度 HESSIAN矩阵 外接圆

原文传递

应用线结构光技术在线检测轴类零件轴线 被引量：2

8

作者 杨莉 祝恒阳 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2004年第9期41-42,共2页

针对大型轴类零件热处理后出现轴线弯曲、余量分布不均等问题 ,提出应用线结构光非接触测量技术的方法 ,可对轴类零件实际轴线进行在线检测 ,获取各截面中心位置 ,在保证加工余量分配均匀的条件下 。

关键词 线结构光 在线检测 椭圆曲线拟合

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一种面向对缝测量的双线结构光光条中心提取方法

9

作者 丁祖娇 李泷杲 +1 位作者 翟建军 李栋 《航空制造技术》 2017年第8期89-94,98,共7页

针对双线结构光对缝测量系统中光条中心的提取问题,提出一种基于自适应阈值和傅里叶拟合的光条中心亚像素提取方法。该方法根据双线结构光光带截面灰度呈近似周期性分布的特点,先采用骨架细化法获得条纹中心初始位置,再通过均方灰度梯... 针对双线结构光对缝测量系统中光条中心的提取问题,提出一种基于自适应阈值和傅里叶拟合的光条中心亚像素提取方法。该方法根据双线结构光光带截面灰度呈近似周期性分布的特点,先采用骨架细化法获得条纹中心初始位置,再通过均方灰度梯度求取骨架上每一点的法线方向,然后采用自适应阈值法提取出条纹各列法向宽度值,最后利用条纹法向宽度内的灰度值数据进行傅里叶拟合,求取拟合曲线的峰值,连接峰值点得到光条的中心线。试验结果表明,该方法提取的光条中心点到中心点拟合直线的平均距离为0.1182个像素和0.1428个像素,优于骨架细化法和高斯拟合法,并且该方法能够一次完成两根结构光光条中心的精确提取,对缝的测量精度能够达到0.04mm。 展开更多

关键词 双线结构光 对缝测量 光条中心 傅里叶拟合 亚像素

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基于线结构光的涂胶机器人在机检测系统

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作者 王文庆 张明伟 《西安邮电大学学报》 2020年第2期46-51,共6页

针对汽车生产线涂胶机器人涂胶质量的在机检测问题,设计一种基于线结构光的涂胶机器人在机检测系统。根据线结构光测量原理,利用直接三角法及张正友标定法,采集涂胶图像信息;在涂胶机器人末端搭建线缆托架和相机及光源夹持机构,并通过... 针对汽车生产线涂胶机器人涂胶质量的在机检测问题,设计一种基于线结构光的涂胶机器人在机检测系统。根据线结构光测量原理,利用直接三角法及张正友标定法,采集涂胶图像信息;在涂胶机器人末端搭建线缆托架和相机及光源夹持机构,并通过连接部件将机器人末端与相机及光源夹持机构进行连接,以保证获得稳定的涂胶图像。最后,将该系统与涂胶机器人控制系统整体联调,应用于汽车涂胶生产线。实验结果表明,该系统获得了清晰完整的挡风玻璃涂胶图像,并在复杂工业环境下配合涂胶机器人细密涂胶中应用良好。 展开更多

关键词 涂胶 线结构光 三维测量 在机检测

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基于服装个性化智能定制的三维人体测量系统物-像结构算法的研究

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作者 王悦 任军 +1 位作者 马飞 吴龙 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期1110-1114,共5页

目前,我国基于服装个性化智能量身定制的理念日趋完善。但是,在消费者目标尺寸自动获取方面仍然缺乏实用的设备和技术,成为了大多数企业个性化智能定制发展的一个瓶颈,其根本原因是缺少实用性强的个性化智能定制系统。人体动态测量与其... 目前,我国基于服装个性化智能量身定制的理念日趋完善。但是,在消费者目标尺寸自动获取方面仍然缺乏实用的设备和技术,成为了大多数企业个性化智能定制发展的一个瓶颈,其根本原因是缺少实用性强的个性化智能定制系统。人体动态测量与其他工业产品精密测量相比具有自身独有的特殊性和困难。在探讨了现有的光学类基于个性化智能定制系统的现状的前提下,针对目前存在的激光三维人体扫描测量系统普遍存在硬件设备庞大、结构复杂的问题,对文中提出的基于个性化智能定制系统进行了原理设计,建立了系统的物-像结构算法的数学模型。该算法采用了扫描单元旋转的测量方式,使系统能够在垂直方向上获得较大的测量范围,目的是使系统采用较小的硬件获取满意的三维人体空间坐标,有利于节省竖直空间、减小体积。该算法已成功应用于基于服装个性化智能定制系统。为了验证本算法的精度,设计了与法国力克系统的三维人台对比扫描实验,实验数据验证了本系统结构算法的精度、工程实用性和可靠性。 展开更多

关键词 人体测量 非接触式测量 服装个性化量身定制 精度 线结构光测量法

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一种新的三维测量机器人手眼标定方法 被引量：4

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作者 邹劲松 黄凯锋 《计算机测量与控制》 2015年第7期2270-2273,共4页

为了提高三维测量机器人的手眼标定精度以更好地满足工业需求,提出了一种采用动态改变变异率的自适应差异进化算法进行手跟标定的新方法;首先构建了由线结构光测头和机器人组成的视觉测量系统,利用齐次坐标变换的方法建立了测量系统的... 为了提高三维测量机器人的手眼标定精度以更好地满足工业需求,提出了一种采用动态改变变异率的自适应差异进化算法进行手跟标定的新方法;首先构建了由线结构光测头和机器人组成的视觉测量系统,利用齐次坐标变换的方法建立了测量系统的数学模型;然后针对数学模型中的手眼关系,使用半径已知的球体,采用定点变位姿的方法,进行粗略的估计,并对手眼关系求解的精度进行分析;最后采用动态改变变异率的自适应差异进化算法对手眼关系做进一步寻优;实验结果表明,算法具有较高的求解精度;该方法用于手眼标定是可行的、有效的,整个标定过程简单,便于实际应用。 展开更多

关键词 自适应差异进化 三维测量机器人 手眼标定 线结构光测头

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高压配电线路验电及装设接地线作业机器人末端夹爪定位技术 被引量：1

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作者 杨宏伟 《云南电力技术》 2018年第5期54-58,共5页

针对高压配电线路验电及装设接地线作业机器人机械臂末端夹爪定位困难、定位精度不高等问题,本文提出一种基于多线性结构光测量法的视觉子系统,来实现机器人夹爪末端的准确定位。主要介绍了基于多线性结构光测量法的图像采集方法、激光... 针对高压配电线路验电及装设接地线作业机器人机械臂末端夹爪定位困难、定位精度不高等问题,本文提出一种基于多线性结构光测量法的视觉子系统,来实现机器人夹爪末端的准确定位。主要介绍了基于多线性结构光测量法的图像采集方法、激光中心提取以及激光条纹拟合,在此基础上研究了基于图像特征的图像识别技术。 展开更多

关键词 视觉子系统 多线性结构光测量法 激光中心提取 激光条纹拟合

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轨道车辆车体外形尺寸测量系统 被引量：2

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作者 张翔 何平安 +2 位作者 王子洲 陈宇 谢文静 《光学与光电技术》 2017年第2期77-80,共4页

为了实现对轨道车辆车体自动化测量,提出了基于激光线结构光的车体外形宽度尺寸测量系统,并对系统的原理模型、图像处理方法、系统标定进行了研究,完成了实际车辆的现场测量实验,并进行试运行。测验结果表明:单个相机在1 000mm左右的测... 为了实现对轨道车辆车体自动化测量,提出了基于激光线结构光的车体外形宽度尺寸测量系统,并对系统的原理模型、图像处理方法、系统标定进行了研究,完成了实际车辆的现场测量实验,并进行试运行。测验结果表明:单个相机在1 000mm左右的测量范围内能达到±0.5mm的精度,满足工业测量的高精度要求。 展开更多

关键词 线结构光 车体外形 尺寸测量 条纹中心 非接式触测量

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