機器視覺學習系列一 線結構光三維測量重建

2021-07-03 12:39:42 字數 1055 閱讀 3238

專案背景:

專案用於工業零件的公差檢測,主要是針對縫隙和高低差兩種公差,具體應用領域如汽車、飛機的蒙皮對接檢測,當然,對於別的公差改變一些**,也是可以做到的;

技術方案:

採用線結構光進行三維重建,用三維點雲資料進行相應公差計算;

選用硬體:basler相機乙隻,stackyale雷射器乙隻,精密一維移動平台一台(記得好像是北京的路科銳威的),棋盤格標定版乙個(好像是深圳的一家)

軟體:opencv1.0 + c++  + vs2003

具體步驟:

1.硬體外形設計,採用雷射器垂直照射,相機傾斜的外形布局;

2.系統標定,包括相機的內、外引數標定,雷射器的結構引數標定,主要是光平面方程;

a、相機標定,經典標定方法是張正友的和tsai,我選的是tsai,具體標定步驟按照tsai**中來,獲取二維和三維座標矩陣後,直接用opencv搞定;

b、雷射器標定,借助移動平台和棋盤格,採集幾幅帶有線結構光的棋盤格影象,對光條進行處理,包括二值化、形態學、去噪,細化(骨架化),獲取線結構光光條的

二維座標和三維座標,三維座標的獲取類似相機標定的做法,擬合平面方程;

3,三維重建,採集一幅測量目標的線結構光影象,經過光條細化後,基於系統引數和光條二維座標,獲取光條對應的三維座標;

4,根據三維點雲座標,進行相應公差特徵計算;

創新點:

首次採用二次標定演算法。系統標定好後,使用一段時間,測量精度會下降,或者首次(或連續多次)標定均達不到精度要求,

這時不知道你們會怎麼辦?我們的做法是二次標定,即使用該系統三維測量乙個標準件,通過測量誤差和實際誤差的不同,進行優化,把系統引數調整到最優,

優化理論基於非線性最小二乘演算法,目標函式主要基於光平面方程推導而來,實驗證明二次優化很有效果。

下面是當時設計的產品,現在看來真是醜陋啊,不過測量精度還是不錯的,達到0.03mm,達到了需要公司的要求了。

呵呵,時間有限就寫這麼多吧,歡迎交流!更詳細的可以看我的碩士畢業**!有需要聯絡我!

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