结构光三维视觉测量关键技术的研究.pdf

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1、第25卷第1期北京信息科技大学学报V01．25No．12010年3月JournalofBeijingInformationScienceandTechnologyUniversityMar．20l0文章编号：1674—6864(2010)01—0001—05结构光三维视觉测量关键技术的研究吕乃光，孙鹏，娄小平，韩建栋(1．机电系统测控北京市重点实验室北京100192；2．北京信息科技大学光电信息与通信工程学院，北京100192；3．山西大学计算机与信息技术学院，山西太原030006)摘要：结构光作为一种主动式、非接触的三维视觉测量新技术，在逆向工程、质量检

2、测、数字化建模等领域具有无可比拟的优势。为提高结构光视觉测量的精度、自动化程度，在一些关键技术上提出了有效的方法；并设计了基于标志点的数据拼接技术和移动式结构光三维视觉测量系统，扩大了结构光系统的测量范围；最后介绍了测量点云数据后期处理方面的研究成果。关键词：结构光；三维测量；拼接；点云处理中图分类号：TP391文献标志码：AKeytechniquesfor3一DstructuredlightphotogrammetryLtiNai—guang，SUNPeng，LOUXiao—ping，HANJian—dong(1．BeijingKeyLaboratory

3、：MeasurementandControlofMechanicalandElectricalSystem，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijing100192，China；2．SchoolofPhotoelectroniehformationandTelecommunicati0nEngineering．BeijingInformationScience＆TechnologyUniversity，Beijing100192；3．SchoolofComputer＆Information

4、Technology，ShanxiUniversity，TaiyuanShanxi030006China)Abstract：Asanewtechnologyin3一Dinitiativeandnon—contactmeasurement，structuredlightvi—sionmeasurementhasshownitsgreatadvantageinReverseEngineering(RE)，qualitysurveyanddigitalmodeling．Somekeytechniquesareintroducedinthispapertoimpr

5、oveprecisionandautomationofstrue—turedlight3一Dvisionmeasurement．Theregistrationmethodbasedontargetpointandamovable3-Dvi—sionsensingsystemareproposedtorealizetrackingof3-Dvisionmeasurementandextendmeasurementrange．Point—cloudprocessingisdiscussedatlast．Keywords：structuredlight；3一Dm

6、easurement；registration；point—cloudprocessingGOM公司的Atos系列流动式光学扫描仪，利用视0引言觉测量定位技术和物理光栅进行投影，精度达到结构光测量系统主要由结构光投射装置、摄像0．02rain，并可自动实现不同视角点云数据的自动机、图像采集及处理系统组成。测量原理是向被测拼接；日本柯尼卡一美能达公司的Vivid9i系列三物体投射一定结构的光模型，如点光源、线光源、十维扫描仪，使用激光三角测距原理，通过光源发射出字光条、正弦光栅和编码光。，结构光受被测物体的激光束扫描物体，精度可达0．05mm，同样可实现表面

7、信息的调制而发生形变，利用图像传感器记录工件不同部位点云数据的拼接。变形的结构光条纹图像，并结合系统的结构参数来在国内，很多科研机构和学校，例如：北京航空获取物体的三维信息。航天大学、天津大学、四川I大学和西安交通大学等，发达国家较早展开了在结构光测量领域的研究也开展了相关的研究，并有相应的产品问世。工作，在精度、速度、操作性方面都达到了较高水平，结构光测量技术已经广泛应用于零部件的逆向相应诞生了一系列成熟的商业化测量系统，如德国工程、质量检测、数字化文物、虚拟现实、整形医疗等收稿日期：20104)2-20基金项目：北京市毒管高等学校人才强教计划资助项目(

8、PXM2007_014224_044674)；国家自然科学基金项目