基于线结构光的视觉检测关键技术研究

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随着现代科技的发展和工业水平的不断提高,机器视觉技术在生产中的作用越来越受到重视,结构光视觉检测以其高精度、非接触、光条图像信息易于提取、实时性强等特点,在工业检测中的应用更加普遍。在结构光视觉检测系统中,结构光光条纹信息的采集与处理是整个测量检测系统的关键。  本文是基于工程项目“基于机器视觉的车辆限高检测系统的研究”为背景,目的是设计一套通过线结构光偏移量来检测车辆是否在正常范围内运行的安全限高检测装置,本文主要针对该项目中的基于线结构光视觉检测的关键技术进行研究。  为实现上述目的,本文的研究主要包括以下内容:  1.针对实际工程项目的要求,完成了现场总体方案的设计,给出了视觉传感器的安装示意图;同时根据实验室条件,设计了实验室实现方案,搭建了实验硬件平台。  2.摄像机的标定是确定空间物体某点的位置与其在计算机像面中对应点的关系的数学模型参数的过程,标定结果的精度直接影响着检测结果的可靠性。本文采用张正友的平面标定法,制作了棋盘靶标提取角点,辅助使用Matlab标定工具箱计算摄像机的参数,并采用计算投影误差法,对标定结果进行了定量的评定。  3.图像预处理是线结构光光条中心提取的前提。由于噪声的干扰,使得光条中心的提取精度降低,本文选用中值滤波进行图像去噪。当实际采集的图像灰度较集中时,可以通过图像增强增加目标图像的对比度,并通过图像分割区分目标图像与背景,从而得到清晰完善的光条纹图像。  4.光条中心提取的精度与速度直接影响着测量系统的检测效果,目前的线结构光光条中心提取的方法很难完全兼顾到高精度与高速度的问题。本文采用了一种适合本系统的兼顾精度与速度的线结构光光条中心提取方法,即改进的曲线拟合法并辅以改进的重心法进行光条中心的提取。通过Matlab软件编程实现了该算法的光条中心的提取,并通过实验对比验证了该算法的可行性。
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