三线结构光视觉传感器现场标定方法

三线结构光视觉传感器由于获取信息量大、测量速度快等特点被广泛应用于工业现场测量。为了实现传感器高精度、快速的现场标定,提出了一种基于支持向量机的三线结构光视觉传感器标定方法。首先,设计标定靶标;其次,采集靶标图像后提取特征点亚像素坐标值;再次,基于支持向量机方法建立特征点的图像坐标和三维空间坐标的映射模型;最后,将待标定点图像坐标输入映射模型,即可得到三维空间坐标,实现对三线结构光视觉传感器的直接标定。实验验证,Y轴、Z轴方向上的测量绝对误差均值分别为0.021 1 mm和0.015 0 mm,具有较高的标定精度,且该标定方法标定过程简单、快速,适合现场标定。

基于全向结构光视觉传感器的管道内壁缺陷测量实验设计

针对机械工程测试课程实验要求,结合管道内壁测量的实际工程问题,该文设计了一种基于高分辨率摄像机与光学反射系统的全向结构光视觉传感器,该传感器采用结构光视觉三维测量技术实现管道内壁缺陷测量,具有制造成本低、测量精度高的特点。针对传感器标定与应用设计了4个实验项目,实验结果表明,在狭窄受限空间和低光照的环境中,该测量系统可以实现管道内壁的三维测量,满足实际应用要求。通过实验,学生加深了对视觉测量理论知识的理解,掌握了理论知识在实际工程中的应用,为后续研究及工作打下基础。

一种基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器

焊缝自动跟踪是实现焊接自动化的关键。本文在总结不同焊缝跟踪传感器研究的基础上,设计了一种基于激光结构光的视觉传感器。针对不同类型焊缝(V形、U形坡口焊缝、搭接、对接焊缝和第一道焊焊缝、多道焊焊缝等)的图像特点,开发了焊缝激光图像处理模块库,可以提取出焊缝特征点位置坐标,实现焊缝跟踪。实验证明,传感器具有较高的精度和可靠性,并对焊缝跟踪系统具有一定的普适性。

一种线结构光视觉传感器标定方法

在线结构光视觉传感器的标定中,结构光光平面上三维世界标定点的获取一直是一个难题。主要是因为靶 标上已知的三维世界点很难恰好位于结构光光平面上。针对这个问题,提出了一种基于双重交比不变的线结构光 视觉传感器的标定方法,设计了相应的标定靶标。利用双重交比不变性,可以获取光平面上任意数量的高精度的 三维标定点,从而解决了线结构光视觉传感器三维标定点不易获取且数量少的问题,提高了线结构光视觉传感器 的标定精度。试验结果表明该方法可以满足大型工件的结构光三维视觉检测精度的要求。

基于激光交线的结构光视觉传感器现场标定新方法

提出了一种可适用于未知环境的线结构光三维视觉传感器现场标定的新方法。与基于交比不变性求解特征点坐标来标定激光平面的方法不同,该方法可直接基于激光交线图像实现快速标定。通过拍摄一个与线结构光相交并以不同姿态随机自由移动的平面靶标的图像(至少3幅),就可同时实现三维视觉传感器CCD和激光平面的快速标定。该方法不必求解标定点坐标,方便、快捷、简单,可实现自动化,标定精度高,标定方法鲁棒性强。实验结果证明了该方法的方便和有效性。

基于主动视觉标定线结构光传感器中的光平面

提出了一种基于主动视觉的光平面标定方法实现对线结构光传感器的自动标定。与以往求取光平面上标定点后拟合平面的方法不同,该方法通过控制传感器做若干平移运动分两步完成标定。首先,经多次平移运动得到光平面中相互平行直线在摄像机中的投影,经计算消影点完成光平面法向的标定。然后,控制传感器沿设定的与光平面法向垂直的方向做2次平移运动,使其满足三点透视模型(P3P),完成摄像机坐标系原点到光平面距离信息的标定。实验结果表明:该标定方法具有较高的准确性,平均绝对测量偏差为0.015 4mm,相对误差为0.183 0%。该方法本质上属于自标定方法,标定过程无需使用标靶,降低了标定成本,且操作灵活方便,适合现场标定。

线结构光视觉传感器结构参数优化分析

为实现线结构光视觉传感器的优化设计 ,建立了线结构光视觉传感器的像面点与被测空间物体上对应点之间的数学模型 ,该模型反映了空间被测点与传感器结构参数之间的相互关系。然后基于此模型对线结构光视觉传感器的测量误差进行了分析 ,得出了线结构光传感器各参数与测量精度之间的关系。在对各设计参数综合分析的基础上 ,提出了线结构光传感器最优结构参数判据 ,并给出了优化线结构光传感器结构参数的实例。

基于线结构光视觉传感器的圆孔定位误差分析

针对空间圆(类圆)孔的几何量测量,传统视觉测量方法一般采用双目立体模型,基于立体像对来实现对圆孔空间位置的测量。受传感器成本、体积、重量的限制,该测量方法在特殊视觉系统,尤其在发展迅速的基于工业机器人平台的柔性视觉检测系统中均显不足。本文基于单摄像机架构的线结构光视觉传感器,提出了圆(类圆)孔定位两步法,讨论和分析了被测圆心x,y,z向坐标测量误差。通过对被测圆心定位误差的分析计算,在实际测量应用中,z向测量精度可以优于±0.25 mm,x,y向测量精度优于±0.006 mm。研究结果表明,该方法切实可行,可以满足实际测量需求,扩展了线结构光视觉传感器的应用范围。

三维视觉检测与结构光传感器的标定

本文从一般的视觉概念和方法出发,探讨一种应用于坐标尺寸测量的视觉检测方法。文中介绍了常用的传感器及其结构参数的标定方法。经现场对轿车白车身的测试,重复性误差S=0.05mm;与三坐标测量机比对,示值误差小于0.15mm。

线结构光视觉传感器测圆(类圆)孔中心两步法

针对基于工业机器人平台柔性三维视觉检测系统,提出线结构光视觉传感器测量空间圆(类圆)孔中心两步法。根据线结构光视觉传感器测量模型,确定被测圆心近似z向坐标。根据圆心相对摄像机光心的方位,确定被测圆心的x、y向坐标。该方法突破了传统空间圆(类圆)孔中心测量仅能采用双目视觉传感器的方式。研究结果表明,该方法切实可行,可以满足实际测量需求,能够极大地扩展线结构光视觉传感器的应用范围。

结构光视觉传感器模型分析与研究

结构光视觉传感器是焊缝跟踪系统中的重要组成部分,通过建立结构光视觉传感器的数学模型,确定像面坐标与空间焊缝位置坐标的对应关系。在确定模型结构基础上,分析影响结构光视觉传感器测量误差的因素,分析了传感器的结构参数对测量误差的影响关系,提出结构光视觉传感器的优化设计方法,依据仿真结果判定影响结构光视觉传感器的最优结构参数,并通过实例求出其最优解。

用“消隐点”法标定线结构光三维视觉传感器

提出了一种以线结构光为基础的三维视觉传感器，并根据所建立的数学模型，结合传感器的实际使用情况，提出用“消隐点”法对该传感器结构参数进行标定。该标定方法装置简单、速度快，在保证精度的同时简化了标定的过程。实验证明“消隐点”法是一种高效。

多线结构光视觉传感器测量系统的标定

为实现大尺寸轧钢几何尺寸、形状误差、表面缺陷的实时检测,采用4个激光器和4个CCD摄像机搭建了多线结构光视觉传感器测量系统。针对多视觉传感器全局校准的关键问题,设计了特殊形状的靶标,提出了新的全局标定方法。利用交比不变原理获取光平面上多个标定点,同步实现视觉传感器的局部标定和全局校准。详细阐述了标定的基本原理和系统构建过程,分析了标定中存在的误差,并提出了减小误差的方法。实验验证系统重复测量精度在0.04mm以内,测量相对误差小于0.9%。

基于视觉检测站线结构光传感器的标定方法

将一种基于交比不变性的标定方法应用于工业现场,实现对白车身柔性激光视觉检测站中线结构光视觉传感器的现场标定。利用平面靶标在传感器测量空间内自由移动,结合其数学模型,实现传感器中摄像机的标定;利用透视投影交比不变性获取标定特征点实现对传感器的现场标定。实验结果表明:该方法标定精度高,传感器测量标定精度完全满足白车身测量精度要求。

基于激光结构光的视觉传感器的图像处理技术研究应用及展望

基于激光结构光的视觉传感技术是目前实现焊接过程自动化和智能化的主流传感技术。简要介绍了基于激光结构光的不同类型的视觉传感器及其在焊接领域的典型应用。针对图像处理过程中的图像预处理、激光中心线提取、特征点识别这3个阶段,分别详述了每个阶段的传统图像处理算法,并针对一些焊接领域应用的典型场景,举例说明了更具特色的图像处理算法及其应用所获得的图像处理效果,包括检测精度和实时性。最后,对基于激光结构光的视觉传感技术在焊接领域的进一步研究和应用以及未来的发展方向进行了展望。

用于结构光视觉传感器标定的特征点获取方法

提出了一种基于共面参照物自由移动来获取结构光视觉传感器标定特征点的新方法。该方法通过以摄像机三维坐标系为中介,将多个局部世界坐标系下的标定特征点统一到全局世界坐标系中,得到位于光平面上的非共线标定特征点的三维世界坐标。该方法降低了标定设备的成本,简化了结构光视觉传感器的标定过程,从而提高了结构光视觉传感器工程化应用的便捷性。实验表明。

线结构光三维视觉传感器的一种B样条神经网络模型

针对线结构光三维视觉传感器结构参数标定中存在的问题，提出用Ｂ样条神经网络来逼近视觉传感器输入输出之间的映射关系，以简化标定过程。实验证明方法是有效的。

线结构光多视觉传感器现场同步校准方法

现有线结构光多视觉传感器现场校准通常需要先完成线结构光视觉传感器局部标定,再进行多视觉传感器全局校准,效率低、且在搬运过程容易对线结构光视觉传感器局部标定结果造成影响,降低测量系统精度。针对以上问题,提出一种可以同步实现线结构光视觉传感器局部标定和多视觉传感器全局校准的现场同步校准方法。该方法以自由移动三次以上的一维靶标为中介,将两个无共同视场的线结构光视觉传感器联系在一起。以一维靶标特征点距离已知为约束条件,由交比不变性,得到所有一维靶标点及光条与一维靶标相交点在各线结构光视觉传感器图像坐标系下的图像坐标,进而求解出两个线结构光视觉传感器之间的转换矩阵和一维靶标特征点及光条与一维靶标相交点在全局坐标系下三维坐标,通过拟合求解全局坐标下的光平面方程,采用非线性优化算法求解出两个线结构光视觉传感器间的转换矩阵与光平面方程的最优解。如果视觉传感器多于两个,可通过两两校准方式实现多个视觉传感器现场校准。试验结果表明,该方法同步校准方均根误差可优于0.14 mm。

基于线纹尺的线结构光视觉传感器标定新方法

为了实现传感器简单、快速、高精度的标定,提出了一种基于线纹尺的线结构光视觉传感器直接标定新方法,设计了平面靶标与特征点提取算法.即通过获取已知三维空间坐标特征点的图像坐标,直接建立亚像素物像索引表,实现了系统的直接标定.标定实验与测量实验结果表明:文中标定新方法操作简单,易于实现,具有较高的标定精度,Z轴、X轴方向的测量误差均值分别为0.0045 mm和0.0130 mm,能够满足工业生产与测量的基本需求.

基于特征线框的线结构光视觉传感器测量数据分割与建模

根据线结构光视觉传感器测量数据的分布特点，提出了一种基于特征线框的线结构光视觉传感器测量数据的分割与建模方法。首先在每条激光线扫描曲线上提取不连续的角点特征，然后经过扫描线之间角点特征的跟踪、匹配与连接构成特征线框。并以特征线框为依据，对测量数据进行分割，形成具有单一表面特性的区域数据。最后分割数据作规则化网格处理后，在CAD软件I－DEAS中建立了CAD模型。应用实例表明本文提出数据分割与建模方法是有效的。