面向强反射表面的多传感器三维检测技术研究

摘要

光学三维检测技术具有非接触、高效率、高精度等优点,该技术广泛应用于在工业检测、农业生产、航空航天、气象等领域。随着模式识别、图像处理等技术的不断发展,光学三维检测技术的应用领域也在不断扩大。在工业检测过程中,为了满足不同的检测要求,需要开发不同类型的光学三维检测系统。本文基于光学三维检测原理,对多传感器三维检测系统在检测过程中存在的一些关键问题进行了详细的分析与解决。本文主要对以下几个方面进行了研究:
　　(1)针对单视觉传感器检测存在的局限性问题,设计一种多传感器三维检测系统。该系统通过多个摄像机对多个特征进行检测,解决了单视觉传感器视野局限以及效率低的问题。
　　(2)根据多传感器三维检测系统中各个视觉传感器的位置关系,提出一种坐标系统一化的全局标定方法。该方法通过坐标系之间的转换,将三维检测数据统一到同一个坐标系中,并对全局标定的结果进行优化。
　　(3)针对激光三维检测过程中金属表面高光现象对后续检测带来的干扰问题,提出一种峰值连续性检测的方法,并进行实验验证。结果表明,相对于一般细化处理的重建结果,高光处理后的重建精度可提高近50％。
　　(4)提出一种基于全局的像素级别中心提取方法和基于方向图的亚像素级别中心提取方法。首先通过横向和纵向的双重搜索对光条纹进行初次提取;然后通过计算方向信息对光条纹进行精确提取;最后介绍了常见特征及其检测方法。
　　(5)搭建系统实验平台,使用VC++2008软件编写算法程序,对本文中的算法进行实验验证。

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缩略词

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 三维检测技术的发展及应用

1.3 本课题的选题依据

1.4 本课题的研究内容及结构安排

第二章 多传感器三维检测系统标定技术研究

2.1 引言

2.2 多传感器三维检测系统介绍

2.3 坐标系统一化全局标定方法

2.4 检测系统全局优化

2.5 本章小结

第三章 强反射材质表面高光处理技术研究

3.1 引言

3.2 强反射表面高光消除的传统方法

3.3 基于峰值连续性的高光处理算法

3.4 实验结果

3.4 本章小结

第四章 光条纹中心提取技术研究

4.1 结构光条纹特征

4.2 常用的像素级别特征提取方法

4.3 常用的亚像素级别特征提取方法

4.4 基于方向图的光条纹亚像素中心提取

4.5 特征检测技术研究

4.6 本章小结

第五章 系统搭建与实验

5.1 三维检测系统硬件

5.2 三维检测系统软件

5.3 系统实验与分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文