基于线结构光的视觉检测关键技术研究

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1、分类号：TN911.73密级：UDC：编号：13－080400－12M学位论文基于线结构光的视觉检测关键技术研究孙丹指导教师姓名：杨伟东副教授河北工业大学申请学位级别：硕士学科、专业名称：仪器科学与技术论文提交日期：2013年3月论文答辩日期:2013年3月学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：2013年3月ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyRESEARCH

2、ONKEYTECHNIQUESOFVISUALINSPECTIONBASEDONLINESTRUCTUREDLIGHTbySunDanSupervisor:Vice-Prof.YangWeidongMarch2013原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人

3、承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者

4、签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文基于线结构光的视觉检测关键技术研究摘要随着现代科技的发展和工业水平的不断提高，机器视觉技术在生产中的作用越来越受到重视，结构光视觉检测以其高精度、非接触、光条图像信息易于提取、实时性强等特点，在工业检测中的应用更加普遍。在结构光视觉检测系统中，结构光光条纹信息的采集与处理是整个测量检测系统的关键。本文是基于工程项目“基于机器视觉的车辆限高检测系统的研究”为背景，目的是设计一套通过线结构光偏移量来检测车辆是否在正常范围内运行的安全限高检测装置，本文主要针对该项目中的基于线

5、结构光视觉检测的关键技术进行研究。为实现上述目的，本文的研究主要包括以下内容：1.针对实际工程项目的要求，完成了现场总体方案的设计，给出了视觉传感器的安装示意图；同时根据实验室条件，设计了实验室实现方案，搭建了实验硬件平台。2.摄像机的标定是确定空间物体某点的位置与其在计算机像面中对应点的关系的数学模型参数的过程，标定结果的精度直接影响着检测结果的可靠性。本文采用张正友的平面标定法，制作了棋盘靶标提取角点，辅助使用Matlab标定工具箱计算摄像机的参数，并采用计算投影误差法，对标定结果进行了定量的评定。3.图像预处理是线

6、结构光光条中心提取的前提。由于噪声的干扰，使得光条中心的提取精度降低，本文选用中值滤波进行图像去噪。当实际采集的图像灰度较集中时，可以通过图像增强增加目标图像的对比度，并通过图像分割区分目标图像与背景，从而得到清晰完善的光条纹图像。4.光条中心提取的精度与速度直接影响着测量系统的检测效果，目前的线结构光光条中心提取的方法很难完全兼顾到高精度与高速度的问题。本文采用了一种适合本系统的兼顾精度与速度的线结构光光条中心提取方法，即改进的曲线拟合法并辅以改进的重心法进行光条中心的提取。通过Matlab软件编程实现了该算法的光条中

7、心的提取，并通过实验对比验证了该算法的可行性。关键词：机器视觉，线结构光，摄像机标定，图像预处理，光条，中心提取i基于线结构光的视觉检测关键技术研究RESEARCHONKEYTECHNIQUESOFVISUALINSPECTIONBASEDONLINESTRUCTUREDLIGHTABSTRACTWiththedevelopmentofmodernscienceandtechnologyandtheincreasingoftheindustriallevel,machinevisiontechnologyinthepro

8、ductionarepaidmoreandmoreattention.Structuredlightvisualinspectionwithitshighaccuracy,non-contact,lightstripeimageinformationeasytoextract,real-timestrongandso