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视觉测量技术作为计算机视觉在测量领域内的应用,已逐渐成为仪器科学发展的重要研究方向。作为视觉测量技术中最为关键步骤之一的标定技术,国内外已有众多学者对其进行了深入的研究,提出了多种成熟的标定算法。因此如何灵活应用标定算法在视觉测量中实现更多的功能成为了本文的研究重点。本文研究了多结构光测量系统的标定技术以及CCD相机和一维激光测距仪的标定技术。主要工作和成果如下:
本文提出并实现了对多个结构光测量系统的标定方法。首先设计了具有两个平面的标定物,通过近景摄影测量算法将标定物升级为立体靶标,简化了直接制作立体靶标的难度。然后利用该立体靶标建立各个测量头之间的坐标系转换关系,实现对多个三维结构光测量头的标定。该方法可使多个结构光测量系统并行测量,不仅可以大大加快测量速度,而且可以实现单测量系统难以完成的测量,如薄壁件厚度的测量、人体的快速三维扫描等,可避免单测量系统的多次拼接,减小了测量误差。
本文结合CCD相机和一维激光测距仪实现了二者的联合标定。首先将CCD相机和一维激光测距仪放在一台二维旋转云台上,然后根据各仪器所具备的性质建立坐标系模型,最后通过一系列优化和坐标系转换,求得CCD相机和一维激光测距仪之间的坐标关系。该算法不仅可以将一维激光测距仪所测得的点距转化为三维坐标,同时也可求得一维激光测距仪测得的点距在CCD相机的图像坐标系中的坐标值。可为机器人在作业过程中提供良好的导航、定位平台,简化机器人行走和作业难度。