线结构光传感器参数自适应控制方法研究

发布时间：2021-01-31 00:56

　　基于机器视觉的线结构光测量系统具有结构简单、成本低、非接触、效率高等优点,在形状测量、状态监测、物体识别等诸多领域具有广泛应用。其测量高亮表面或带有复杂几何纹理表面时,存在噪声大、测量精度难以保证等问题。针对上述问题,对传感器曝光时间进行了自适应控制研究,以达到获取高质量光条图像的目的,进而提升了对具有不同表面特性工件的测量精度。本文对线结构光测量系统中的传感器参数自适应控制方法进行了研究,主要工作及创新点包括:1)根据激光三角原理,搭建了线结构光测量系统,该系统主要由控制子系统、视觉测量子系统、工作台运动子系统等组成。对系统硬件进行了选型,并且在Visual Studio 2010平台上进行了系统软件的开发;2)实现了基于参考靶标的线结构光传感器标定,给出激光平面方程的计算方法,建立了运动坐标系,计算了相机坐标系到运动坐标系的坐标变换矩阵,进而实现了像素坐标系到运动坐标系之间的转换;3)提出了一种基于BP神经网络的结构光光条中心提取方法,给出了使用BP神经网络实现光条中心提取的基本原理,训练网络所需的理想中心点的求取方法,以及网络权值的调整算法,并对影响中心提取的因素进行了分析。所提... 

【文章来源】：河北科技大学河北省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三坐标测量机

41.2.2传感器参数自适应控制的研究现状吉林大学的王红睿等[39]提出了一种数字摄像机参数自适应调整的算法，其视觉系统如图1-2所示。根据外界环境的光照条件，在线估计摄像机参数并调整数字摄像机的模数转换级数、增益、黑电平、曝光时间等。此参数自适应调整可以抓取到质量稳定的标准图像，在很大程度上削弱了因光照变化对机器视觉系统的影响，提高了后续位置的提取精度，并对机器视觉系统的光照鲁棒性产生积极的影响。图1-2机器视觉系统韩国庆北国立大学的JoongkiJeong等[40]提出了一种基于空间光调制器的自适应成像系统，原理如图1-3所示，将相位分析系统与自适应空间光调制器相结合用于测量具有先进动态范围的三维物体形状。在CCD摄像机前使用空间光调制器可以防止图像传感器饱和，像素的透过率通过监控输入图像并在时间和空间上提供调制器反馈信号来控制。在使用此系统时，由于投影光条可以在CCD上有效成像而不需要任何像素饱和度，因此可以从非饱和图像中正确提取出物体形状的相位信息。与传统系统相比，该系统具有更高的自适应动态范围。图1-3自适应成像系统天津大学的宋佳等[41]所用激光光源以程控电源为基础，运用如图1-4所示的锡膏激光扫描三维测量系统，根据光条中心提取效果与激光光强的关系，应用小波分解与频带能量比结合的光强自适应调节算法实现测量系统光强自适应调节，具有很好的适用性。

41.2.2传感器参数自适应控制的研究现状吉林大学的王红睿等[39]提出了一种数字摄像机参数自适应调整的算法，其视觉系统如图1-2所示。根据外界环境的光照条件，在线估计摄像机参数并调整数字摄像机的模数转换级数、增益、黑电平、曝光时间等。此参数自适应调整可以抓取到质量稳定的标准图像，在很大程度上削弱了因光照变化对机器视觉系统的影响，提高了后续位置的提取精度，并对机器视觉系统的光照鲁棒性产生积极的影响。图1-2机器视觉系统韩国庆北国立大学的JoongkiJeong等[40]提出了一种基于空间光调制器的自适应成像系统，原理如图1-3所示，将相位分析系统与自适应空间光调制器相结合用于测量具有先进动态范围的三维物体形状。在CCD摄像机前使用空间光调制器可以防止图像传感器饱和，像素的透过率通过监控输入图像并在时间和空间上提供调制器反馈信号来控制。在使用此系统时，由于投影光条可以在CCD上有效成像而不需要任何像素饱和度，因此可以从非饱和图像中正确提取出物体形状的相位信息。与传统系统相比，该系统具有更高的自适应动态范围。图1-3自适应成像系统天津大学的宋佳等[41]所用激光光源以程控电源为基础，运用如图1-4所示的锡膏激光扫描三维测量系统，根据光条中心提取效果与激光光强的关系，应用小波分解与频带能量比结合的光强自适应调节算法实现测量系统光强自适应调节，具有很好的适用性。


本文编号：3009909