大尺寸工业视觉测量系统

《大尺寸工业视觉测量系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第１８卷第１期光学精密工程Ｖｏｌ．１８Ｎｏ．１２０１０年１月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪａｎ．２０１０文章编号１００４９２４Ｘ（２０１０）０１０１２６０９大尺寸工业视觉测量系统刘建伟１，梁晋１，梁新合１，曹巨明２，张德海１（１．西安交通大学机械工程学院，陕西西安７１００４９；２．西安交通大学电子与信息工程学院，陕西西安７１００４９）摘要：针对工业制造领域中大型工件很难进行全尺寸测量的问题，提出并实现了一种基于立体视觉技术的便携式工业测量系统。对该系统所采用的特征识别、相机定向、立体匹

2、配、三维重建、多视点云配准等关键算法进行了研究。提出了改进的ＣＡＮＮＹ边缘亚像素检测算法，使用先验规则去除误识别的标志点，多次拟合定位标志点中心，对标志点环带多次采样取中值求取编码点的ＩＤ。根据ＩＤ号找出不同照片中的同名编码点，顺次对照片进行相对定向和绝对定向。然后，根据多幅图像的多极线几何约束，实现非编码点的匹配，消除误匹配。采用前方交会法重建标志点的三维坐标，利用光束平差对计算出的结果和内外部参数做迭代修正。最后，设计了双目结构光扫描系统，提出了一种改进的双目像机标定算法，描述了利用全局和局部标志点的子图同构实现多视

3、点云配准的新算法。实验结果表明，该系统可在生产现场对大型工件进行快速测量，整体测量精度达到０．１１２ｍｍ／３ｍ，可以满足工业现场大尺寸测量对精度和效率的要求。关键词：立体视觉；标志点识别；立体匹配；三维重建；点云配准中图分类号：ＴＰ２４２．６文献标识码：Ａ犐狀犱狌狊狋狉犻犪犾狏犻狊犻狅狀犿犲犪狊狌狉犻狀犵狊狔狊狋犲犿犳狅狉犾犪狉犵犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀狑狅狉犽狆犻犲犮犲狊１，ＬＩＡＮＧＪｉｎ１，ＬＩＡＮＧＸｉｎｈｅ１，ＣＡＯＪｕｍｉｎｇ２，ＺＨＡＮＧＤｅｈａｉ１ＬＩＵＪｉａｎｗｅｉ（１．犛犮犺狅狅犾狅犳犕犲犮犺犪

4、狀犻犮犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犡犻’犪狀犑犻犪狅狋狅狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犡犻’犪狀７１００４９，犆犺犻狀犪；２．犛犮犺狅狅犾狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮犪狀犱犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犡犻’犪狀犑犻犪狅狋狅狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犡犻’犪狀７１００４９，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｒａｐｉｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｌａｒｇｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｆｉｅｌｄｓ，ａｎｅｗｍｅａｓｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏ

5、ｎａｓｔｅｒｅｏｖｉｓｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｋｅｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｃｈａｓｆｅａｔｕｒｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ｃａｍｅｒａｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ，ｓｔｅｒｅｏｍａｔｃｈｉｎｇ，ｏｂｊｅｃｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ３Ｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｕｌｔｉｖｉｅｗｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄ‘ＣＡＮＮＹ’ｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｅｓ

6、ｅｎｔｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓｕｂｐｉｘｅｌｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｔｉａｌｋｎｏｗｌｅｄｇｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｍｉｓｓｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｏｉｎｔｓ．Ｂｙｆｉｔｔｉｎｇｐｏｉｎｔｃｅｎｔｅｒｓｏｆｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｉｎｇｏｆｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｏｉｎｔｓｗａｓｓａｍｐｌｅｄｉｎｍｕｌｔｉｔｉｍｅｔｏｏｂｔａｉｎａｍｅｄｉａｎａｎｄｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｔｓＩＤ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｈｏｍｏｎｙｍｏｕｓｃｏｄｅｄｐｏｉｎ

7、ｔｓｉｎｅａｃｈｐｈｏｔｏｐａｉｒｗｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｉｒｕｎｉｑｕｅＩＤｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄａｂｓｏｌｕｔｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｍｕｌｔｉｉｍａｇｅｅｐｉｐｏｌａｒｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｕｎｃｏｄｅｄｐｏｉｎｔｍａｔｃｈｉｎｇａｎｄｔｏｒｅｍｏｖｅｔｈｅｍｉｓｍａｔｃｈｉｎｇ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ３Ｄｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ

8、ｓｏｆａｌｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｏｉｎｔｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｓｐａｔｉａｌｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒｉｏｒａｎｄｅｘｔｅｒｉｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｍａｇｅａｎｄｏｂｊｅｃｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓａｒｅｃｏｒ收稿日期：２００９０１２０；修订日期：２００９０３１９