基于结构光的大尺寸物体面型检测方法研究

发布时间：2022-10-11 18:36

　　伴随科学技术的迅猛发展,现代工业进入到前所未有的“高级发展阶段”。社会对工业产品现代制造业的要求也越来越高。在这个过程当中三维实体数字化检测技术也随之出现,实时、高效、准确的三维检测技术是现代制造业必须解决的难题。结构光三维检测技术是一种基于主动视觉的非接触三维检测方法,具有高精度、大量程、易扩展、适应性强等特点,在文物保护、工业自动化、逆向工程等领域得到广泛的应用,已成为“非接触三维检测技术”中具有非常好的发展前景的一项技术。本文以三维结构光检测技术为基础,使用投影光栅图案作为结构光投射在被测物上,再使用相机成像后,主要完成结构光的空间三维检测模型进行解算而获得三维点云数据以及点云的处理与拼接两方面的工作,实现对大型物体的三维面型检测任务。本文的主要研究内容如下:在研究分析结构光的经典系统检测模型的局限性基础上,对一种改进的三维系统检测模型重点分析了以数字光栅投影结构光相关的模型标定技术。阐述相机畸变及相机的小孔模型,详细分析了基于单平面棋盘格的相机标定方法和基于圆心靶标的系统标定方法。开展了与光栅投影结构光检测技术相关的图像处理技术的研究,包括如何校正投影光栅的非正弦性等问题,分析... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 结构光的检测模型
    2.1 经典相位轮廓(PMP)模型
    2.2 改进的系统模型
        2.2.1 θ-(Xc,Yc,Zc)关系式
        2.2.2 相机的针孔透视模型
第3章 三维面型检测系统的标定
    3.1 相机的畸变模型
    3.2 相机标定
        3.2.1 背景
        3.2.2 计算内参和外参的初值
    3.3 系统标定与三维求解
第4章 结构光图像的图像处理算法
    4.1 相位光栅校正
        4.1.1 光栅条纹的梯形校正算法
        4.1.2 光栅条纹的自校正算法
    4.2 结构光条纹图像的滤波技术
    4.3 精准相位的提取
第5章 大尺寸面型检测的点云处理技术
    5.1 点云预处理
        5.1.1 点云滤波
        5.1.2 点云平滑
    5.2 点云的粗配准
    5.3 点云的精配准
    5.4 基于贪婪投影三角化的三维重建
        5.4.1 三维重建必要条件
        5.4.2 贪婪投影三角化过程
第6章 物体面型三维检测实验
    6.1 面型检测实验系统介绍
    6.2 面型检测实验
第7章 总结与展望
    7.1 结论及创新点
    7.2 展望
参考文献
附录 A 相关程序代码
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢



本文编号：3691083