光條
- 基于K-means 聚類的結構光中心線提取方法研究
]。 由于線結構光條紋具有一定的像素寬度，只有準確提取光條的中心線才能獲得被測目標的特征點坐標[6]。 因此，如何快速、準確提取結構光中心線是實現測量的關鍵[7]。傳統(tǒng)線結構光中心線提取算法主要有灰度重心法、基于黑塞(Hessian)矩陣的斯蒂格(Steger)算法和方向模板法等[8]。 灰度重心法的算法簡單、實時性好，但是易受噪聲影響；Steger 算法精度高、受噪聲影響小，但算法復雜導致其實時性較差；方向模板法具有一定的修補斷線和抑制白噪聲能力，但計算
沈陽理工大學學報 2023年5期2023-09-02
- 連鑄坯三維測量多線結構光的中心條紋快速提取
線結構光，線結構光條紋受到待測物體表面輪廓的調制會產生形變。再由工業(yè)相機采集線結構光圖像并分析線結構光條紋的形變信息，進而獲得待測物體的三維信息[4］。在連鑄坯測量現場中，被測連鑄坯尺度較大，單個結構光發(fā)生器無法實現高精度測量；且測量環(huán)境中存在高溫、粉塵等影響，若選用功耗較大的多個投影設備進行現場測量，難以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性且成本較高，因此，通常選用功率較低的多個線結構光發(fā)生器進行連鑄坯的三維測量。在線結構光視覺測量中，線結構光條紋中心的提取尤為重要，直接影
光學精密工程 2023年3期2023-03-10
- 基于線結構光視覺的負載柔性臂振動位移測量*
，接著對線結構光光條中心提取方法進行改進，最后設計實驗進行驗證。1 線結構光視覺測量系統(tǒng)1.1 系統(tǒng)框架設計線結構光視覺測量系統(tǒng)是一種將工業(yè)相機和線激光器相結合組成的測量系統(tǒng)，主要包括激光發(fā)生器、工業(yè)CCD相機、目標平面和計算機。激光發(fā)生器和CCD相機具有相對固定的位置，當激光器的光條投射到目標平面時會形成光條，利用CCD相機進行實時采集，通過算法提取光條紋中心像素坐標以此來求取特征點的坐標信息，系統(tǒng)具有全局信息豐富和抗干擾能力強等優(yōu)勢，將其運用在本實驗中
組合機床與自動化加工技術 2023年2期2023-03-02
- 基于分時曝光技術的鋼軌廓形激光成像系統(tǒng)簡析
十分敏感，形成的光條中不可避免地出現許多由鏡面反射導致的光斑或暗斑，最終將嚴重影響系統(tǒng)檢測結果，如圖1所示。本文針對鋼軌表面反光對廓形磨耗檢測系統(tǒng)的影響，探索運用長短分時曝光技術提升激光成像性能的抗光照干擾特性。1 系統(tǒng)設計如圖2所示，分時曝光高動態(tài)激光攝像組件主要由1臺相機、1臺激光器、1塊圖像采集處理板組成，通過雙曝光和激光三角原理，實現對打磨反光情況下的鋼軌廓形圖像采集。該組件基于雙曝光機制，在一次拍攝中，相機的奇偶行同時曝光，奇數行曝光時間長，偶數
中國設備工程 2022年22期2022-12-12
- 基于線結構光測量的自動焊接在線跟蹤檢測技術綜述
行準確標定，將激光條紋投射到焊縫上，提取焊縫坐標并計算其世界坐標，將坐標發(fā)送到機器人控制系統(tǒng)實現焊接跟蹤檢測效果。因此，相關線結構光測量技術的基礎理論研究也包括三個領域：中心提取、傳感器標定和焊縫特征提取。2.1 中心提取中心提取是整個線結構光測量系統(tǒng)的關鍵的部分之一，它決定了圖像在CCD像元中的位置坐標是否準確，其準確程度是保證測量系統(tǒng)穩(wěn)定性、精準性、實時性的前提。因此，中心提取成為許多國內外機器視覺領域研究人員的研究熱點。在整個測量系統(tǒng)搭建過程中，保證
裝備制造技術 2022年8期2022-11-10
- 面向復雜環(huán)境的線結構光光條中心提取算法
中，激光發(fā)生器將光條投射到被測物體表面，經視覺傳感器捕獲光條圖像后，通過圖像分析技術得到被測物體表面的幾何參數。線結構光光條的寬度一般超過一個像素，而光條中心線上各點的位置坐標代表最準確的測量信息，可用于反映被測幾何特征參數[4-5]。因此，線結構光光條中心的精準提取是實現基于線結構光精準測量的一個重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)光條中心提取方法可分為基于光條幾何中心的提取方法和基于光條灰度特征的提取方法。由于噪聲和不均勻光照等復雜環(huán)境因素的影響，光條表面常產生斷線或噪聲污
現代制造技術與裝備 2022年9期2022-11-02
- 基于斜射式線結構光的隧道錯臺快速檢測技術
算的核心在于結構光條紋中心的提取，提取精度將直接影響最終檢測結果精度[13]。常見的中心提取方法有邊緣法、重心法、極值法、方向模板法、高斯擬合法以及Hessian矩陣法等[14]。蔡懷宇等[15]提出一種基于主成分分析法提取光條紋中心，對條紋灰度分布函數在法線方向進行二階泰勒展開求得條紋中心的精確位置；余樂文等[16]提出一種基于線結構光的三維測量系統(tǒng)，利用幾何數學模型計算物體三維坐標；李瑛等[17]提出基于改進方向模板法的結構光中心線提取算法，采用雙邊濾
重慶交通大學學報(自然科學版) 2022年10期2022-11-02
- 結合高斯濾波器和骨架的結構光中心提取算法
術的關鍵。常見的光條紋中心提取方法有極值法、曲線擬合法和灰度質心法等。大多數算法經過改進后在精度上能夠滿足測量需求[2-3]，但忽視了對提取速度的分析，而且光條中心提取速度影響著檢測系統(tǒng)的實時性。測量實時效果好才能帶來更好的使用體驗和實際應用價值。如今，采用車載方式進行動態(tài)巡檢是現代軌道交通基礎設施檢測及維護的發(fā)展趨勢，這需要車載檢測系統(tǒng)能夠迅速處理采集的數據并發(fā)送指令至執(zhí)行端，或將處理好的數據發(fā)送至終端，讓相關人員了解檢測對象實時的情況。例如無人駕駛技術
機械制造與自動化 2022年4期2022-08-18
- 面向激光光條圖像修復的循環(huán)相似度映射網絡
影響，所采集激光光條圖像含有大量區(qū)域粘連（光斑區(qū)域）和局部光條斷裂，影響后續(xù)中心線提取精度并進而影響測量精度.因此，構建圖像修復模型對激光光條圖像進行高精度地去噪和修復，對于工業(yè)檢測具有重要意義.圖像修復模型主要利用已知的圖像信息去修復圖像中缺失（待修復）區(qū)域的圖像信息.圖像修復模型的發(fā)展經歷了2 個階段：傳統(tǒng)算法和深度學習模型.傳統(tǒng)算法可以分為基于擴散的圖像修復［1，2］和基于樣本的圖像修復［3，4］.基于深度學習的圖像修復模型以生成對抗網絡（Gener
電子學報 2022年5期2022-07-07
- 飛機蒙皮鉚釘孔的位置與法矢檢測技術研究
出了一種基于投影光條的位置與變化規(guī)律而推斷出鉚釘孔的位置與法矢參數的方法。在該系統(tǒng)中，由十字線激光器將十字線結構光投射于被測蒙皮表面并在其上形成投影光條，而后通過工業(yè)相機采集其視野范圍內的、同時包含投影光條和鉚釘孔的二維圖像，再經由系統(tǒng)標定和光條中心線提取等步驟表征和計算出蒙皮曲面的成形輪廓和結構特征，并基于此進行擬合與疊加運算而得到鉚釘孔的孔心三維坐標與法線方向，從而完成其位置與法矢的檢測任務。1 系統(tǒng)組成在插釘過程中，由于定位工裝存在誤差和鉆孔過程中蒙
中國測試 2022年6期2022-07-05
- 基于光學三角法的芯片凸點高度測量
表面形貌調制后的光條信息，解析得到物體表面不同位置的高度信息，該裝置的測量標準偏差為3.41 μm，相比于點光源，該裝置采用線光源，能夠提升測量速度，但測量精度不能滿足凸點檢測的需求。針對以上光學三角測量系統(tǒng)存在的問題，本文針對芯片凸點形貌特征，提出了一種基于光學三角法的芯片凸點高度測量方法。該方法將白光LED 發(fā)出的光線經過整形后形成線結構光投射到凸點上，凸點頂部和芯片基板上的反射光線經過透鏡后投射在相機靶面上，根據圖像中的幾何特征信息，結合凸點高度測量
光子學報 2022年5期2022-06-28
- 似然函數和隨機濾波的點云去噪方法研究
取打在物體表面的光條圖像，當被測物體在光平面下移動時，物體上的光條會隨著物體的移動而發(fā)生相應的形變，在相機上所成的像也會發(fā)生相應的變化。通過解調光條的形變，提取光條中心并計算相應的解析幾何關系，最后得到被測物體的三維點云數據［6］。線結構光采用非接觸式視覺檢測的方式，具有精度高、測量簡單等優(yōu)點，通過對物體上光條的測量來替代傳統(tǒng)的直接測量方式。運用此方法需要對系統(tǒng)做精確標定和精確的光條中心提取，系統(tǒng)標定包括攝像機位姿的標定，光平面位姿的確定和移動位姿的標定；
機械設計與制造 2022年2期2022-02-23
- 基于改進Steger算法的線結構光中心提取
到廣泛應用。提取光條圖像的條紋中心坐標是線結構光三維視覺測量技術的關鍵，光條圖像包含被測量物體表面的三維形貌信息，是被測點三維坐標求取的依據[1]。光條中心線坐標提取的偏差將直接影響被測對象三維坐標的精度[2]。由于噪聲對條紋中心提取存在一定的影響，因此如何充分利用光條圖像特征，實現條紋中心的快速、高精度提取，是三維視覺測量技術首要考慮的問題。李丹等[3]將極值法和灰度重心法相融合，首先利用極值法找到灰度值的最大點，然后通過灰度重心法獲取光條的中心位置，此
華北理工大學學報(自然科學版) 2021年1期2021-12-23
- 封裝電路板的三維在線檢測技術研究
標標定示意圖保證光條在投射過程中能夠與靶標平面處于垂直狀態(tài)，需要將測量坐標系之間建立在光平面中，保證左線結構光傳感器與右線結構光傳感器均在一個坐標系中。進行標定時，在標定時，必須遵照特定的方向將靶標當中的測量坐標實施平移，將Zw確定為平移的距離?？梢詫⒐馄矫媾c靶標平行線間的焦點作為標定的特征點，同時將Yw確定為平行線的間距離。通過該方法，可以保證左相機與右相機均能得到想要的特征點。2.2 傳感器標定結果本文對標定方法的探尋和分析，宗旨就是系統(tǒng)與實際應用的有
電子元器件與信息技術 2021年7期2021-11-11
- 基于機器視覺的接觸軌幾何參數測量方法
表面，得到結構光光條圖像，提取光條中心線并與另一臺相機的光條圖像中心線匹配，得到光條中心在實際空間位置的信息，最后在中心線中提取測量位置特征點，以特征點坐標信息反映接觸軌幾何參數。以上述測量原理為基礎設計了接觸軌幾何參數測量儀，并在試驗中進行精度測試。試驗結果表明，該測量儀在不同的距離下，測量精度能達到1 mm，同時具備良好的測量穩(wěn)定性，能夠滿足實際現場的測量要求。線結構光；機器視覺；接觸軌接觸軌是沿著地鐵走行軌布置并供給列車電能的特殊輸電系統(tǒng)，電動車組通
機械 2021年9期2021-09-27
- Steger算法在運動鞋底表面光條圖像中心提取的應用
并重點對鞋底表面光條圖像中心的提取算法進行研究，以滿足鞋底三維信息提取的精度和實時性要求。常見的光條圖像中心提取方法主要分為兩類：一類從光條圖像的幾何形態(tài)特征出發(fā)，包括閾值法、極值法、骨架提取法等[6-8]，這類方法雖然簡單快速，但易受各種噪聲和閾值的影響而導致提取精度降低；另一類從光條圖像的灰度特征出發(fā)，如重心法、方向模板法、Steger算法以及曲線擬合法[9-12]，這類方法提取中心準確，精度較高，但當光條寬度發(fā)生變化時，會發(fā)生光條圖像部分區(qū)域中心提取
東華大學學報（自然科學版） 2021年4期2021-09-15
- 基于多道線性激光的帶式輸送機縱向撕裂檢測
送帶表面的線性激光條紋(光條)特征變化判斷是否有撕裂損傷。文獻[12]將單道線性激光投射在輸送帶表面，利用最大值法提取光條骨架、鄰域差分確定斷點位置、二階導數判斷波動異常位置，進而檢測并標志輸送帶縱向撕裂區(qū)域；文獻[13]通過檢測投射到輸送帶表面的1條線性激光輪廓線的斷裂特征來識別縱向撕裂。上述方法只關注有無縱向撕裂，不涉及撕裂損傷的長度、寬度、深度等特征信息計算，無法實現對損傷的定位與趨勢跟蹤[14]。本文提出一種基于多道線性激光的帶式輸送機縱向撕裂檢測
工礦自動化 2021年7期2021-07-30
- 基于塊匹配的激光條紋亞像素中心提取
到三維物體表面的光條圖像,通過計算機解算光條信息獲取物體表面的三維特征。在實際測量過程中,采集圖像中光條寬度通常為幾個到幾十個像素,從圖像中精確提取光條中心是實現測量的關鍵步驟[5]。進行線結構光檢測時,光條投射到三維物體表面,由于被測物體的表面特性、三維形狀、投影強度及環(huán)境光強不同,對激光條紋圖像的成像質量造成干擾,成為限制提取光條中心坐標精度的重要原因[6]。在線結構光中心提取的研究過程中,國內外學者提出了許多中心提取方法,其中邊緣提取法、閾值提取法、
激光與紅外 2021年6期2021-07-23
- 基于直線空間旋轉的十字結構光標定
方程的形式來表示光條圖像信息，簡化了標定靶標，彌補了標定點少的缺陷，但標定過程仍需移動靶標。然而針對十字結構光標定的研究，Kiddee等［12］提出了一種簡單的CLSL（十字結構光標定）標定方法，以少量的十字光與靶標平面邊線相交的非共線特征點來獲取光平面方程，可以滿足中等精度的測量需求，但標定點數量較少不能充分利用光條信息，同時還需要移動靶標來獲取特征點，操作過程復雜。Zhang等人［13］采用十字結構光來進行焊縫識別測量，以光條中心點作為特征點來擬合光平
光學精密工程 2021年6期2021-07-14
- 激光光條中心線提取研究綜述
領域。理想的激光光條橫截面亮度分布滿足高斯模型，因此可以提取出光條橫截面上最亮的像素點，這些像素點就構成了激光光條的中心線。中心線兼具了激光光條的局部特性和全局特征，在諸如缺陷檢測等場景中具有核心作用。如何精準、完整地提取投射到物體表面的線結構光是視覺測量的關鍵問題，而結構光的中心線提取是重中之重。本文主要目的在于回顧并總結線結構光中心線提取模型的不同種類及其各自的發(fā)展歷程，并對比分析不同模型的優(yōu)劣，通過對當前模型的分析展望未來的中心線提取發(fā)展的方向和趨勢
測控技術 2021年6期2021-07-05
- 核燃料棒反光表面條紋自適應中心提取方法
描運動，獲取線激光條紋信息，通過提取激光條紋中心，將其轉換為三維點云坐標，實現被測物尺寸的高精度測量。水下檢測中的激光條紋照射質量、水下檢測環(huán)境和待測物表面特性都會對攝像機采集的光條圖像造成影響[2]，從而給中心線的提取帶來一系列問題。因此，如何精確快速地提取光條中心線，是保證整個檢測系統(tǒng)測量精度的關鍵一步。近年來，國內外學者提出了許多條紋中心提取方法[3-4]，主要有幾何法[5]、極值法[6]、骨架提取法[7]、高斯擬合法[8]、方向模板法[9]、灰度重
應用光學 2021年1期2021-04-11
- 一種V型坡口焊縫圖像處理方法及特征提取算法研究
波變換的V型坡口光條提取算法，能有效抵抗弧光的干擾，但其算法實現復雜，運行效率有待提高.常用的預處理操作還有圖像濾波、邊緣檢測等[8].角點檢測方法主要分為基于灰度圖像與基于輪廓曲線的方法[9]，其中基于灰度圖像的角點檢測主要考慮像素鄰域點的灰度變化，如Harris角點檢測法[10]、Shi-Tomasi角點檢測法等[11].基于輪廓曲線的角點檢測主要依據輪廓曲率的變化，主要有基于曲率尺度空間(Curvature Scale Space，CSS) 的角點檢
測試技術學報 2021年1期2021-02-25
- 十字線結構光視覺傳感器的標定方法研究
通過攝像機標定、光條中心線提取和結構光平面解算等過程解算出了模型中的未知量，從而完成了傳感器的結構參數標定。該標定方法無需高成本的標定靶標和復雜的操作過程，并且可以提高標定效率、降低勞動強度，特別適合于現場組建基于十字線結構光視覺傳感器的三維測量系統(tǒng)。2 系統(tǒng)組成為了實現被測物體的表面輪廓信息的快速、精確獲取，本文基于結構光三維視覺測量原理搭建了一套非接觸式的十字線結構光視覺傳感器，如圖1所示。該傳感器主要由攝像機、光學投射器和夾持工裝構成，其中，攝像機選
宇航計測技術 2020年6期2021-01-13
- 高斯加權的二維灰度重心法提取光條中心
等。其中線結構光光條中心提取是線結構光視覺系統(tǒng)測量過程中關鍵的步驟。傳統(tǒng)的結構光條紋中心的提取方法可以分為基于光條形態(tài)特征和基于光條灰度分布特征兩個方向。基于結構光條形態(tài)特征的提取方法，其主要思想是利用光條圖像的形態(tài)學特征、光條曲線自身幾何特征進行光條中心提取。代表的方法有幾何中心法[4]、閾值法[5]等。幾何中心法確定光條中心速度快，但是當激光條紋圖像中條紋出現缺失時，該方法提取的光條中心精度差，無法獲取準確的中心位置；閾值法易受外界噪聲的影響，提取效果
計算機工程與設計 2020年12期2020-12-28
- 基于自適應窗口的線結構光條中心提取方法
快速、準確地提取光條中心，是得到目標物體三維信息的關鍵步驟[2]。有學者提出以光條的高斯分布中心為結構光中心的方法，來確定光條中心位置。基于這一思想，發(fā)展了極值法、閾值法[3]、灰度重心法[4]、曲線擬合法[5]和Steger法[6]等方法。本文提出了一種基于自適應窗口的灰度重心法，用于提取結構光光條中心。該方法融合了其曲線擬合法和灰度重心法的各種特點。首先，對數字圖像進行預處理；其次，進行高斯曲線初步擬合，根據高斯曲線的特性自動選取閾值，能夠自適應地確定
自動化儀表 2020年10期2020-11-13
- 基于密度聚類的光條中心線提取方法
方法，該方法利用光條灰度值呈高斯分布的特點對中心進行計算，并結合閾值選取過程對低亮度圖像噪聲進行剔除，算法使用線性計算，因而時間復雜度低，但該法僅適用于光條灰度滿足高斯分布、寬度一致性高、分布較為集中的場景［9］。在實際工業(yè)測量中，受激光發(fā)生器的制造誤差以及物體表面形貌影響，激光光條不能滿足理想高斯分布，另外，受圖像采集設備缺陷、環(huán)境光照射不均、被測物體表面復雜且反射率不同等因素影響，采集到的原始圖像同時含有激光光條和噪聲光斑，光斑具有隨機分布、亮度不均、
激光技術 2020年4期2020-07-08
- 基于多線結構光的弱紋理物體形貌測量方法
到待測對象上，激光條紋圖像被兩個相機采集并重建。代表性產品如FARO開發(fā)的Freestyle手持式3D掃描儀，由于采用單條激光，所獲得的圖像對環(huán)境光具有強抗干擾能力和高測量穩(wěn)定性。為滿足3D打印中弱紋理對象的監(jiān)測要求，本方法將多線結構光與雙目立體視覺測量技術相結合，將多線結構光投射到物體的表面上，采用光條序列匹配和極線約束相結合的圖像特征點匹配方法，解決了多線結構光投射后的紋理重復性問題，最后根據相機標定參數，實現了復雜曲面下的一次性表面重建[2]。該方法
機械制造與自動化 2020年2期2020-04-24
- 基于單雙目結合的線結構光掃描技術
位像素寬度的紅色光條取代傳統(tǒng)激光，并同步使用攝像機對含有光條信息的圖像進行捕獲，根據所獲得的圖像信息，恢復物體的三維點云數據。圖1 系統(tǒng)硬件平臺1.2 系統(tǒng)軟件流程系統(tǒng)軟件的實現需要在雙目系統(tǒng)結構和單目系統(tǒng)結構兩種環(huán)境下進行。在雙目系統(tǒng)中，為獲取計算物體三維坐標時所需要的相機內部參數和兩臺相機間的位姿關系，采用經典的張正友標定算法對系統(tǒng)進行標定，之后用投影儀向柱形紙筒表面投射單位像素的紅色移動光條，并使用兩臺相機實時進行圖像捕獲，每獲取到一對圖像，首先采用
計算機工程與設計 2020年3期2020-04-24
- 多線結構光堆積物三維測量方法研究
相當的光強度，且光條紋可以與拍攝的相機線同步切換，實現了連續(xù)測量，單次表面掃描就能得到高質量三維重建。Lin等[5]利用高動態(tài)范圍成像技術提出一種新穎的結構光傳感方法，將相同圖案索引的圖像融合在一起以獲得高動態(tài)范圍輻射圖，且三維重建結果具有較高精確度 。工業(yè)領域有多種方法可實現三維重構，但是測量目標物體較小，測量環(huán)境要求較高，無法滿足測量大型堆積物高精度、快速掃描、低成本的需求?；诖?，本文提出一種新型多線結構光三維測量方法，通過直線滑臺的線性移動，使多束
中國測試 2019年11期2019-12-14
- 淺析汽車內飾內氛圍燈的設計和應用
柔性光纖或注塑導光條。圖1 內氛圍燈 2 氛圍燈的組成部分汽車內氛圍燈一般由幾部分組成：燈頭，導光條，接插端子，燈帶支架等，對于多色控制的氛圍燈還會有控制器。圖2 燈的主要組成部件 3 氛圍燈的工作原理車內實現途徑：通過車內線束，接通電源，點亮LED 燈，經過導光條，進行光的傳播，從而達到氛圍燈的效果。LED 燈是一種固態(tài)的半導體器件，可以直接把電轉換為光。它的核心部分是由P 型半導體和N 型半導體組成的晶片，在P 型半導體和N 型半導體之間有一個過渡層，
汽車實用技術 2019年19期2019-10-23
- 汽車焊縫密封膠條的光條中心提取算法研究
。針對黑色膠條，光條的亮度會減弱，進而增加提取難度，因此對線結構光光條中心的提取是關鍵難題之一。激光的光條提取算法主要有閾值法、極值法、擬合法和重心法等。閾值法通過設定不同的閾值，把圖像像素點的灰度值分為2個區(qū)間，分割后的圖像像素點灰度值若處在設定區(qū)間，則被選中，反之則被刪除。該方法速度快，但是改變了光條的細節(jié)，精度差。極值法的原理是提取圖像中每行或每列的極大值，在光條截面光強分布嚴格符合高斯分布的情況下速度快，但容易造成誤差。擬合法是將光條灰度最大值附近
應用光學 2019年5期2019-10-14
- 一種基于線結構光的汽車側位停車的環(huán)境感知方法?
物體的表面形成了光條，該光條會受到物體表面形貌的調制而變形，用攝像機獲取光條的二維圖像，利用三角測量原理求解出光條的三維信息［3］。本文的實驗平臺是南京理工大學無人駕駛車平臺，如圖1 所示，攝像機和線結構光投射器固定在車輛的側上方，保持位置不變。實驗時打開線結構光投射器，線結構光投射器在行駛車輛側邊投射出一個光平面，投射出的光平面與周圍物體表面物體相交。當線結構光平面斜入射至車輛表面時，則光平面與車輛相交形成的亮線會在車輛的頂部處發(fā)生“斷裂”，形成斷點，斷
計算機與數字工程 2019年7期2019-07-31
- 結構光三維測量技術在列車走行部異物檢測的應用研究
理和方法2.1 光條圖像中心提取方法在結構光系統(tǒng)中，線激光器由于投射距離和物體表面特性等因素，在被投射物體表面形成具有一定寬度的光條，工業(yè)相機捕獲到被投射物體表面上的畸變光條圖像，光條的寬度一般占5～15個像素（見圖1），光條中心坐標的提取精度將影響整個測量系統(tǒng)的測量精度。理想線結構光光條的灰度分布是高斯分布，現實情況下，光條受到投射距離、環(huán)境因素以及投射物體表面特性等因素的影響，光條呈現類高斯分布。綜合考慮光條中心提取算法的優(yōu)缺點以及實際光條的灰度分布特
中國鐵路 2019年1期2019-03-23
- 視覺引導的搬運機器手位置測量研究*
個或者多個結構光光條,光條成像于CCD相機像平面。圖1 激光視覺測量原理圖1 激光光條中心點識別算法本文采取的激光光條中心點識別算法流程如圖2 所示。圖2 激光光條中心點識別算法流程圖由于汽車保險杠彎曲的表面形貌,所以激光光條的形狀也不盡相同。當激光投射在有連續(xù)高度變化的曲面上時,圖像中會呈現出彎曲變化光條;而激光投射在連續(xù)同一高度平面上時,會呈現豎直方向的光條。如圖3為現場激光投射在3種不同類型保險杠表面的情況。圖3 激光投射在不同類型保險杠上光條情況在
傳感技術學報 2018年11期2018-12-10
- 室內環(huán)境下線結構光光條提取方法
在于提取出圖像的光條部分。在簡單背景環(huán)境下，極值法廣泛使用。極值法以圖像的一列(或一行)中灰度最大的點(極值點)作為光條的粗略中心，為了提高精度，在極值法的基礎上使用灰度重心法，高斯擬合法等處理方法[6～9]。這些方法以極值法確定粗略中心，并利用極值點附近一定范圍內的像素進行光條中心精確定位。以上方法在致力于精度的同時忽略了魯棒性。本文基于室內環(huán)境情況復雜，受被測物體與光源距離、背景灰度變化的影響，整幅圖像中光條的亮度不一，且存在環(huán)境光干擾(光滑表面對環(huán)境
傳感器與微系統(tǒng) 2018年10期2018-09-27
- 基于間接標定法的結構光視覺檢測系統(tǒng)三維測量技術與試驗評估
被測物體調制后的光條信息，最后依據攝像機光條信息反求線激光照射處被測物體的三維坐標[5-7]。該技術較之于雙目視覺測量技術解決了雙目視覺技中存在的特征點匹配問題，但增加了光平面的標定問題。目前，常規(guī)標定法如拉絲法和鋸齒法的缺陷：標定點的三維坐標點的獲取需要借助昂貴的外部測量設備，并且獲取的標定點數目有限，標定精度也有限[8-9]。徐光祐和Huynh等人為了獲得更多精確的標定特征點，提出了運用交比不變原理的標定特征點提取方法[10-12]。魏振忠在徐光祐的研
現代制造技術與裝備 2018年7期2018-08-15
- 激光器陣列調節(jié)裝置及其控制系統(tǒng)設計
標投射模式切換及光條位置調節(jié)穩(wěn)定性差、效率低，無法滿足實際測量需求的問題，分析視覺測量中不同階段對激光輔助靶標的投射及調節(jié)需求，同時考慮設備緊湊性、實用性及可靠性，設計加工1套激光器陣列調節(jié)裝置，利用工作站及NI計數器驅動多臺步進電機實現激光器獨立及協(xié)調控制，最后根據調控需求及硬件裝置基于LabVIEW開發(fā)相應的控制系統(tǒng)。研究結果表明：該裝置及系統(tǒng)工作穩(wěn)定，具有良好的調控效率和魯棒性，實現了激光器陣列輔助靶標的高效自動化調節(jié)，為提高視覺測量效率奠定了良好的
中南大學學報（自然科學版） 2017年11期2017-12-11
- 基于激光攝像技術的鋼軌波磨檢測方法研究*
）對傳感器獲得的光條圖像進行ROI（Region Of Interest）提取，將圖像的ROI傳送至上位機提取輪廓數據，進而完成鋼軌的波磨信息提取。論證了通過多傳感器并行工作提高鋼軌輪廓的采樣頻率的可行性，在Xilinx SP605開發(fā)板上實現了光條圖像ROI的實時提取。試驗表明，ROI提取能夠有效減小通信的數據量。軌道交通；鋼軌波磨；檢測方法；并行采樣；圖像ROI提取列車運行過程中，由于輪軌相互作用及鋼軌加工工藝等原因，鋼軌頂面沿縱向會出現規(guī)律性的類似波
城市軌道交通研究 2017年10期2017-11-21
- 基于線結構光的桌面3D掃描技術
重心法相結合，對光條中心進行提取。通過對物體三維掃描將所得掃描結果與掃描實物進行了對比，分析了系統(tǒng)的誤差。該系統(tǒng)具有價格低廉，使用方便等特點。關鍵詞：3D掃描； 線結構光； 圖像處理中圖分類號： TH 741文獻標志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2017.04.005Abstract：The paper is to study a desktop threedimensional scanning technology
光學儀器 2017年4期2017-09-12
- 一種面向對縫測量的雙線結構光光條中心提取方法*
提取精度又取決于光條中心的提取精度，因此結構光光條中心提取的是否準確，直接影響到測量結果的精度。從實現方法上分析，將現有的光條紋中心提取技術歸結為兩大類[4]：一類是以幾何中心作為光條紋中心的提取方法，如閾值法、邊緣取中法、骨架細化法等[5-6]，這類方法算法簡單，運行速度快，但精度低，受閾值與噪聲影響較大。另一類是以能量中心作為光條紋中心的提取方法，如極值法、重心法、Steger法和高斯擬合法等。灰度重心法是將光條寬度范圍內橫截面上的灰度值重心作為光條的
航空制造技術 2017年8期2017-05-16
- 一種基于光條中心線的測距方法
26)?一種基于光條中心線的測距方法游佳興，黃魯(中國科學技術大學 電子科學與技術系，安徽 合肥 230026)在單目視覺避障系統(tǒng)中，利用紅色LED水平光條照射前方障礙物，由攝像頭獲得圖像并處理后得到紅光光條，根據光條中心在圖像中的位置判斷障礙物與攝像頭之間的距離。該文對Zhang并行細化算法進行了改進，以適應嵌入式系統(tǒng)快速準確得到紅光光條的中心線，由中心線坐標得到障礙物距離及寬度。實驗結果證明，該算法具有很好的中心線提取效果；測距范圍為25 cm，測距誤
網絡安全與數據管理 2016年17期2016-10-27
- 雙目視覺測量中等匹配點的光條中心提取
測量中等匹配點的光條中心提取賈振元，樊超楠，劉巍*，楊景豪，徐鵬濤(大連理工大學 機械工程學院，遼寧 大連 116024)為了精確、快速提取激光條中心，使其提取結果更適用于工業(yè)現場特征尺寸的雙目視覺測量，提出了一種等匹配點的激光條中心提取方法。利用灰度重心法粗提取出激光條中心點，計算灰度梯度方向，確定光條邊界。接著，根據左右圖像中激光條的粗提取結果確定基準光條，對另一幅圖像中的對應光條進行插值。然后結合灰度梯度方向與插值結果對激光條進行重提取，得到等匹配點
光學精密工程 2016年7期2016-08-23
- 智能獲取裝箱管狀工件抓取位置的研究
表面產生的反光直光條特征，提出了一種Gaussian擬合與Hough變換相結合的擬合算法。首先利用Gaussian擬合提取各光條法向上的中心坐標，然后將獲取的坐標點集運用Hough變換進行擬合，最后根據獲取的各光條中心線計算各工件的抓取位置。實驗結果表明該方法能同時實現多條光條直線的擬合，又能抑制干擾點或噪聲的影響，有效實現裝箱工件抓取位置的智能獲取。機器視覺；Gaussian擬合；Hough變換；光條中心線；抓取位置機器人智能抓取工件的首要步驟是判斷目標
圖學學報 2015年3期2015-12-19
- 分數階微分局部強反射的去噪方法應用
具有強反射的表面光條圖像出現散斑或復合散斑等嚴重噪聲情況，該文提出一種利用分數階微分增強的圖像去噪聲的處理算法，突出噪聲的顆粒化特征，通過連通區(qū)域面積統(tǒng)計的方法對有效連續(xù)光條進行分離并去除散斑噪聲，獲得有效光條圖像，最后利用灰度重心法提取有效光條的中心。經實驗對比，該方法得到的信息熵值和光條中心提取精度都顯著提高，體現了分數階微分算法增強圖像高頻信息的同時，有效保留更多的低頻信息的特點，保留了更多的圖像紋理細節(jié)，顯著提高了特征光條中心提取精度。圖像去噪；分
電子與信息學報 2015年12期2015-08-17
- SMT封裝電路板三維在線檢測技術
一。提出了自適應光條中心提取算法,對反射或散射影響而形成的光條圖像噪聲具有很好的抑制效果,能夠提取準確的光條中心。實驗表明系統(tǒng)測量精度可達到0.02 mm。系統(tǒng)測量得到的三維數據,可以為在線檢測SMT封裝電路板缺陷提供可靠的三維信息。SMT封裝電路板;線結構光傳感器;三維在線缺陷檢測;雙傳感器標定;光條中心提取隨著表面封裝技術SMT(Surface Mount Technology)的普及,電路板上元器件不斷密集化和細小化,有效的檢測元器件貼裝缺陷對整個S
傳感技術學報 2015年2期2015-05-06
- 高斯混合分布激光中心線提取方法
射到鍛件表面，由光條幾何形狀間接表征待測鍛件幾何參數［2］。然而，該類激光器光條截面分布特性各異，導致中心提取精度與穩(wěn)定性較差，目前仍沒有很好地解決辦法。國內外學者針對激光條的快速提取做了很多研究。張旭萍等［3］提出一種基于極線匹配的新的相位一致性的光條中心提取方法，適合處理具有對稱結構的圖像特征;廈門大學于永濤等［4］針對激光掃描過程中鏡面反射造成的激光條干擾，對異常值進行去除;張瑞瑛等［5］提出一種基于感興趣區(qū)域的光條中心提取方法，能夠快速提取過曝的紅
激光與紅外 2015年11期2015-03-23
- 激光輔助智能車障礙物探測方法研究＊
標障礙物投射激光光條，投射的激光光條可以覆蓋整個的障礙物，根據光條在障礙物上的變形狀態(tài)來計算障礙物體的三維信息．當整個激光完成面投射時，實時記錄含有激光光條的圖像信息，將圖像作為系統(tǒng)的輸入數據傳遞給計算機．計算機經過相應的處理算法最后輸出的結果是所拍攝障礙物的二維圖像中每個像素的三維坐標信息．實驗的主要設備是激光投射裝置、攝像機、計算機．圖1 多線激光探測系統(tǒng)Fig．1 Detection system with multi-line laser基于多線激
西安工業(yè)大學學報 2015年1期2015-01-01
- 嵌入式系統(tǒng)中的快速光條中心提取算法
攝像機獲取變形的光條圖像，最后通過解調光條變形圖像還原出被測物體的三維形貌。解調光條變形圖像基本且關鍵的一步就是提取光條中心［1］，光條中心的提取精度和速度對整個三維形貌測量系統(tǒng)的性能有著很大的影響。本文將嵌入式系統(tǒng)技術和三維形貌測量技術相結合，研究基于高級精簡指令集機器 （advanced RISC machine，ARM9）的嵌入式三維測量系統(tǒng)中的光條中心提取算法。由于嵌入式系統(tǒng)的運算和存儲能力有限，如何實現高效的提取算法已經成為一個亟待解決的難題。同
計算機工程與設計 2014年11期2014-12-23
- 線結構光掃描傳感器結構參數一體化標定*
光;攝像機標定;光條中心提取;光平面標定隨著工業(yè)生產對非接觸式測量需求日益增加,對檢測的效率和精度也提出了越來來高的標準。線結構光掃描測量是一種基于激光三角法的先進的三維檢測技術,它具有測量范圍廣、效率高、便于操作以及精度適中的優(yōu)點,在工業(yè)測量領域中有著廣闊的應用前景[1-2]。線結構光掃描測量的核心技術就在于系統(tǒng)標定算法的性能,其中主要包含三方面算法:攝像機內外參數標定算法、光條中心提取算法、線結構光平面標定算法。攝像機標定是視覺測量的基礎,常規(guī)的標定算
傳感技術學報 2014年9期2014-09-06
- 基于Hessian矩陣的多結構光條紋中心快速提取方法
測量過程中將結構光條紋投射在待測物體表面，結構光條紋與待測物體相交時，由于物體深度信息的變化結構光受到調制，調制后的光條信息被CCD 攝像機采集為圖像后可用恢復待測物體的空間位置和尺寸信息。為獲取這些信息，需要對結構光條紋的中心位置進行精確提取。國內外學者對結構光中心提取方法進行了許多研究，主要應用的結構光條紋中心提取方法有極值法[1]、灰度重心法[2-4]、方向模板法[5]、曲線擬合法[6]等。極值法算法簡單、運算速度快，對于圖像中符合高斯分布的光條提取
大連大學學報 2014年6期2014-07-10
- 一種多結構光條紋亞像素中心提取方法
物體表面投射結構光條的主動視覺法可增加物體表面的特征信息，簡化三維信息提取過程。結構光條紋照射在被測物體表面時，由于物體深度的變化使光條被調制，調制光條被標定的CCD 相機拍攝后可獲取物體表面的深度信息，進而可根據深度信息計算工件尺寸。因此，基于主動視覺的物體尺寸測量及檢測，需要精確提取結構光條紋的中心。常用的結構光條紋中心提取方法主要有極值法、灰度重心法等［1-3］。這些算法簡單，實時性較好，但對噪聲敏感，中心提取精度較低。方向模板法使用多個方向模板檢測
機械工程師 2014年10期2014-07-08
- 舵面角度測量中結構光光條圖像自動定位方法
角度測量中結構光光條圖像自動定位方法馮 萍*,劉 震(北京航空航天大學 精密光機電一體化技術教育部重點實驗室,北京 100191)本文提出了一種在舵面角度測量中多平面結構光光條的自動定位方法。該方法首先基于Steger方法提取舵面中多個平面的光條圖像中心；然后基于直線約束和距離約束提取出各小直線段，并根據各直線段的直線方向將各小直線段歸類為最后的光條直線；最后根據光條直線的位置判斷各光條直線所在光平面及所在舵平面。經實驗驗證，本文方法切實有效，具有較高的魯
中國光學 2014年6期2014-04-30
- 可彎曲LCD電視使用了特殊的直下式背光
采用側光式LED光條結構，其方向與面板彎曲方向垂直。然而，調整LED光條的結構并不能解決顯示屏亮度不均的問題。側光型彎曲LCD面板的亮度不均問題只能通過調整光學膜（包括導光板）來解決，但是要做出能夠同時適用于平面和曲面模式的光學膜存在相當大的技術難度。相反地，直下型彎曲LCD的亮度不均問題可以通過調整光學膜和LEDs來解決。如圖一所示。通常情況下，為避免出現亮度不均的問題，平面LCD中LED被等距隔開；曲面LCD中，由于LED光條與面板彎曲方向平行，因此可
消費電子 2014年2期2014-04-17
- 面向重建的結構光中心快速提取方法*
，準確、快速提取光條中心是保證獲取實物表面形狀數據精度和算法實時性的關鍵因素。根據激光強度符合高斯分布和光條邊界的連續(xù)性特點，對傳統(tǒng)的光條中心提取方法進行改進?？紤]光條在圖像中的形狀和分布特征，通過從圖像的不同位置和方向掃描得到光條中心，并比較了不同掃描方法所用的時間。利用本文方法重建了動車輪轂的三維輪廓。實驗結果表明，本文方法比傳統(tǒng)方法有明顯提高，具有較強的實用性。逆向工程；光條中心提??；中心法；三維重構0 引言根據實體輪廓生成幾何模型的方法稱為逆向工程
機電工程技術 2014年5期2014-01-10
- 光柵式雙目立體視覺傳感器光條快速匹配算法
何快速準確地實現光條匹配與識別是其一項關鍵技術.基于編碼方式的光條匹配識別方法研究較為廣泛，常用的有空間編碼方法［1－3］，時間編碼方法［4－5］，直接編碼［6－7］方法等，有些要投射多幅圖像，有些要分析圖像的灰度及顏色信息，給識別帶來了很大不便.文獻［8］提出一種基于空間搜索的識別方法，將光柵式雙目立體視覺傳感器看作兩個光柵結構光視覺傳感器，可分別測量各光條中心點的三維坐標，搜索不同光條中心點集之間的距離最小且模型編號相同的光條即為匹配光條.但該方法需將
北京航空航天大學學報 2012年5期2012-12-19
- 錫膏激光掃描三維測量系統(tǒng)光強自適應調節(jié)技術*
現即使采用同樣的光條中心提取算法，由于光條的亮度不同所提取的中心位置也有很大差別[5]，激光光條中心提取精度決定了錫膏檢測的準確程度。目前人們主要研究光條中心提取的算法以及光條圖像的前期處理方法，主要的方法有重心法、閾值法和擬合曲線法等[6－7]。實際上影響光條中心提取精度的因素有很多，主要包括光條亮度、寬度和直線度等，其中光條亮度是影響提取精度的主要因素[8]。所以采用固定光強的激光光源不能滿足不同電路板的測量要求。并且生產線上需要定期重新調節(jié)光源的光強
傳感技術學報 2012年8期2012-06-10
- 一種改進的高斯擬合法在光帶中心提取中的應用
結構光，線結構光光條受到物體表面深度的調制產生變形，變形的光條圖像由相機獲取，其中心位置坐標包含了激光器、相機之間的相對位置信息及被測物體表面的深度信息[2]。結構光視覺技術圖像處理關鍵的一步是精確提取激光條紋的中心線。激光條紋中心線提取的精度將直接影響到視覺測量的最終精度[3]。常見的光條中心線提取方法有灰度閾值法、極值法和梯度閾值法等，這些方法實現簡單，但精度不高。高斯擬合法的原理是根據激光條紋法向灰度值近似服從高斯分布，利用條紋的法向灰度數據擬合出高
電子設計工程 2012年13期2012-01-15
- 基于公共光學基準的大尺寸空間角度測量關鍵技術
小軸2上形成激光光條Ⅰ、激光光條Ⅱ。采用兩個光軸均垂直于平面C的CCD攝像機分別對小軸1、小軸2及其激光光條進行拍攝,通過計算機圖像處理,就分別在CCD1、CCD2的圖像上得到了小軸1軸線與激光光條Ⅰ之間的角度α0、小軸2軸線與激光光條Ⅱ之間的角度β0。由于在CCD1和CCD2圖像平面上的激光光條是由同一個線結構激光平面得到的,彼此平行,因此就得到了小軸1的軸線 A與小軸2的軸線B在垂直于主軸的平面C上的投影之間的夾角 γ0=180°-α0-β0。在上述測
中國機械工程 2010年12期2010-06-04