CMOS传感器在可编码三维测量中的应用.pdf

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1、156传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第8期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)08-0156-02CMOS传感器在可编码三维测量中的应用王长景，杨秋翔，刘晴晴(中北大学计算机与控制工程学院。山西太原030051)摘要：设计了一种可纠错的光栅条纹编码三维测量方案。采用CMOS图像采集传感器构建了一种三维测量系统，通过采用汉明码作为可纠错编码方案，解决了光栅交界处像素点编码错误的问题，并验证了可行性。关键词：三维测量；C

2、MOS传感器；可纠错编码中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000--9787(2015)08-0156-02ApplicationofCMOSsensorinthree-·dimensionalmeasurementWANGChang-jing，YANGQiu—xiang，LIUQing-qing(SchoolofComputerandControlEngineering，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Anerrorcorrect

3、ionthree—dimensionalmeasurementschemeisdesignedbyusinggratingstripeencoding．UsingCMOSimagesensortoconstructasetofthree-dimensional(3D)measurementsystemthroughusingHammingcodeaserorcorrectingcodingscheme，theschemesolveserrorcodingatthejunctionofgratingandthefeas

4、ibilityisverified．Keywords~three—dimensional(3D)measurement；CMOSsensor；erorcorrectioncoding0引言HV1351UM摄像机，尺寸为54．5mmx54．5mmx46．1mm，近年来，基于计算机和光电技术的三维测量技术已分辨率为1280×1024，像素尺寸为5．2m×5．2p,m，功耗经得到了较快的发展，形成了较完善的体系，目前的研究热为1．75W。点致力于提高三维测量的精度和速度以及一些特殊环境测1．1硬件量的研究，并取得了一定的研

5、究成果。硬件条件包括：计算机、结构光投射器、CMOS传感器、在编码结构光三维测量方法中，三维测量精度的高黑白棋盘标定板、光滑的平面。低是衡量一个三维测量方法好坏的重要指标。为解决光栅1)计算机：对CMOS传感器采集到的图像进行处理。交界处像素点编码错误的问题，本文提出了一种可纠错的2)结构光投射器：向被测物体投影结构光编码光栅图编码光栅方法，使编码光栅本身具有可纠错性，对误码问题案和标准正弦光栅条纹图案。进行检测和纠正。3)CMOS传感器：大恒DH—HV1351UM摄像机，负责图1三维测量系统像采集。本文采用可纠错编

6、码的结构光编码光栅测量方法，属4)黑白棋盘标定板：对双目摄像机系统进行标定。于非接触主动式三维测量方法的一种，非接触式三维测量5)光滑的平面：被测物体。方法是指将一定的光栅或者声波发送到物体表面，然后通1．2软件过CMOS图像采集传感器进行采集J，再使用适当的模型软件为Maflab2012软件和图像采集系统。和算法，求取物体表面的三维信息J。主动式三维测量方图像采集系统采用的是大恒图像公司提供的图像采集法是指利用一个专门的光源装置，而不是采用被测环境中处理系统。该系统提供了单帧采集和连续采集两种方式，存在的自然光。可

7、以同时对多个图像传感器(DH—HV1351UM摄像机)进行使用的三维测量统主要由结构光投射器、CMOS传采集，本文采用的是单帧采集模式，主要是采集投影在被测感器L6{以及Pc构成。其中，CMOS传感器采用DH一物体上的图像和黑白棋盘标定板的不同空间位置的图像。收稿日期：2015-05-25基金项目：山西省科技攻关项目(20090322004)第8期王长璨：等：CMOS传感器在可编码三维测量中的应用157Matlab2012软件主要是用来产生编码光栅条纹图和所有(7，4，3)汉明码的码字，如表1所示。标准正弦光栅及实现

8、四步相移，并对采集的图像进行处理，表1汉明码的码字求取相位值，摄像机标定求取系统参数等。Tab1Hammingcode1．3平台搭建信息位监督位信息位监督位信息位监督位信息位监督位为确保双目相机的三维测量采集到具有较高的质量的c6c5c4c3C2Cle0c6e5c4c3C2CLC0C6C5C4c3C2CLC0C6c5c4c3C2ClCo0000