面結構光亞像素檢測及感知標定方法研究.pdf

1、基于計算機視覺的三維檢測技術近年來得到了快速發(fā)展，并逐漸應用于移動機器人導航、目標識別、工業(yè)自動化及物體跟蹤等領域。結構光視覺技術是雙目計算機視覺的一個分支，該技術采用一臺投射器代替雙目立體視覺的一臺攝像機，由于其投射的結構光具有編碼唯一性的特點，從而解決了雙目視覺中像素匹配的難題，因而是一種簡捷、高效的三維視覺檢測方法。
　　 本項目組提出了基于符號M陣列的二值結構光的三維檢測方法，以實現(xiàn)二值光源投射下動態(tài)目標的檢測與重建。檢

2、測的首要問題是精度，為了保證很高的檢測精度，結構光圖像檢測點的精確提取以及高精度的系統(tǒng)標定是研究的關鍵。
　　 在總結前期研究成果的基礎上，本文針對結構光圖像檢測點提取、系統(tǒng)標定和三維坐標獲取三個關鍵技術部分展開研究，其主要成果如下：
　　 (1)亞像素定位方法的研究?？偨Y了前期工作中基于骨架的交叉點提取算法的不足，研究并介紹了三種亞像素定位方法，且通過實驗驗證了各算法的優(yōu)缺點。本文詳細介紹了條紋中心線的提取步驟，同時為

3、了增強光條中心線的完整性，提出了曲率延伸法對光條中心線進行斷線修補，最后利用曲線相交法提取結構光圖像檢測點。實驗結果表明本系統(tǒng)算法提取精度比原算法提取精度要高。
　　 (2)系統(tǒng)標定方法的研究。在總結目前已有的視覺系統(tǒng)標定方法以及前期工作中快速二步標定方法不足的基礎上，提出了基于感知的二步插值標定方法?；诟兄亩讲逯禈硕ǚ椒ㄗ層嬎銠C具備感知偏移的能力，并且在標定過程中不必對攝像機的內(nèi)外參數(shù)和系統(tǒng)結構參數(shù)進行標定，減少了對各種

4、參數(shù)的敏感性，過程簡捷且可靠性高。
　　 (3)三維坐標獲取的研究。在已完成系統(tǒng)標定和左右圖像檢測點匹配的基礎上，通過建立光源側與CCD側光路方程，利用三角法計算結構光圖像檢測點的三維坐標，并對誤差對象三維坐標獲取算法進行改進。重建實驗表明改進后的重建結果比改進前得到了改善。
　　 本文針對計算機視覺系統(tǒng)中的各項關鍵技術，包括圖像獲取、檢測點提取、系統(tǒng)標定、三維坐標計算等進行了方法研究和軟件開發(fā)，并通過實驗驗證了所采用方