文档介绍：笱硕士学位论文堂题大景深便携式三维激光扫描仪专业研究方向堂虫焦量丛垄授予学位日期生旦
大景深便携式三维激光扫描仪及其在机器人视觉中的应用研究摘要专业:光学研究生:陈力指导教师:朱建华教授在众多的三维面形测量方法中,激光三角测量法作为一种非接触式测量方法,有着光学结构简单、速度快、可在线测量、成本低、稳定性好等优点,目前已经在三维面形测量、快速成型、逆向工程上得到了广泛的应用。近年来,随着光学和微电子技术的发展,便携式集成三维扫描系统得到了快速发展,它可以方便地从多角度多方位获取物体的三维信息,已经在太空探测和机器人视觉方面得到了较好的应用。但是当激光视觉测量系统应用于一些尺寸较大、面形较复杂的物体的三维检测时,由于扫描系统景深的限制,测量精度常常不高,必须进行多路径编辑,并对每一次扫描的数据进行叠加,这将增加激光扫描的时间以及增大三维重建时的复杂程度,降低工作效率,因此增大扫描系统的景深对于提高测量精度、降低三维重建时拼接过程的复杂度,以及提高效率等有本文中,我们基于跫訡平面进行偏转,成功地将激光扫描系统的景深由咖扩大到鲆陨希煌ü偏转后的摄像机模型,推导了:蟮奈锵窆叵捣匠蹋岳┐缶吧詈蟮募す馍柘低辰辛吮甓ǎ煌时针对景深扩大后带来的测量精度显著降低的问题提出了一种将系统全景深范围进行分段校准的新方法,使用标定得出的摄像机参数进行三维测量时的精度可以达到T谝陨涎芯抗ぷ鞯幕∩希晒7⒊隽艘恢志吧罘段Т蟆测量精度高的便携式三维激光扫描系统。为将所开发的大景深便携式三维激光扫描仪用于机器人视觉,我们提出了一种将一个已知半径的标准球作为工具的机器人“”标定的新方法,完成了机器人的“”标定实验和三维重建实验,实验证明机器人能够与所开发的便携式三维激光扫描仪一起很好的完成高精度、高稳定性的三维扫描任务,景深;跫槐甓ǎ槐阈饺柘低常换魅耸泳酰着重要的意义。其三维重建误差小于。关键词:手一眼关系;三维重建
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第一章前言课题研究的背景测量的现状制、实物仿形、生物和医学等领域有着广阔的应用前景。随着工业生产的发越高。在工业自动化生产流水线上,经常需要对工业产品的外壳进控制技术、新材料技术、计算机技术等诸多技术领域,目前已出现了多种基于不同原理的物体三维信息获取技术弧!俊T谥疃嗟牟饬方法中,非接触光学方法,特别是结构光法,由于具有原理简单、测量速度快、成型、逆向工程上得到了广泛的应用.。近年来,随着光学和微电子技术三维面形测量慈锾灞砻媛掷2饬是获取物体形态特征的一种重要手段,三维面形测量技术在机器人视觉、自动加工、工业检测、产品质量控展和科学技术的进步,人们对物体的表面轮廓、几何尺寸、粗糙度、各种模具及自由曲面的测量工作越来越多,测量的精度要求也越来行外观形状快速检测以判断其是否符合生产要求;在文物保护中有时候需要对文物进行数字化;在逆向工程刁中,需要通过一定的测量手段对实物或模型进行测量,并根据测量数据通过三维几何建模方法重构出实物的P偷龋庑┒夹枰?速、精确地获取三维物体的面形轮廓数据。三维测量技术是随着世纪年代第一台三坐标测量机的出现而逐渐发展成熟起来的,现在已经涉及到应用光学、电子技术、精度高、可在线测量、成本低、稳定性好等优点,已在三维面形测量、快速的发展,便携式集成三维扫描系统得到了快速发展,它可以深入到任何复杂的现场环境及空间中进行扫描操作,并可直接将各种大型的、复杂的、规则或不规则的、标准或非标准的实体或实景的三维数据显示在计算机中,进而快速重构出目标的三维模型,方便于多角度多方位地获取物体的三维信息,,因此人们一直在研究用各种光学方法对物体三维表面形状进行测量。同时,三维信息的获取技四川大学硕士学位论文、
岬量级【.哟ナ讲饬糠椒术也是数字化领域中的研究热点,各国均在此领域开展了相关的研究工作,现在市场上比较成熟的产品有美国公司所开发的低常⒐鶯镜腗低常陨蠧公司开发的三维测量技术是由传统的接触式测量向快速非接触式测量逐步发展的,特别是结合“光机电一体化”技术,以及计算机技术、图像处理技术后,出现了许多的测量方法。下面按接触式测量和非接触式测量两大类对其原接触式测量又称为机械测量,这是目前应用最广的自由曲面三维模型数字化方法之一。其测量传感器的主要形式为各种不同直径和形状的探针虺莆=触测头碧秸胙乇徊馕锾灞砻嬖硕保徊獗砻娴姆醋饔昧κ固秸敕⑸伪洹这种形变触发测量传感器,将测出的信号反馈给测量控制系统,经计算机进行相关的处理得到所测量点的三维坐标。根据测量传感器的运动方式和触发信号的产生方式的不同,一般将接触式测量方法分为单点触发式和连续扫描式两种。坐标测量卡