线结构光

摘要： 针对现阶段核反应堆容器检测平台视觉定位系统定位精度低,需人工参与等问题,研究了一种基于双目视觉与线结构光的精确定位方法。首先在核反应堆容器检测平台定位系统即有平台上搭建了精确引导系统,其次采用最小二乘法对设计的标定辅助件进行空间圆拟合实现探头轴线的标定,并基于空间公共特征点奇异值分解的方法实现了全局坐标系的统一,然后利用双目视觉结合线结构光的方法对被测贯穿件轴线进行了测量,最后对精确引导系统的测量精度进行了实验。实验结果表明:精确引导系统的定位精度为0.897 mm,提高了检测平台定位精度,实现了核反应堆容器检测平台的自动定位。

摘要： 随着现代智能制造的快速发展,金属增材制造、绿色再制造、焊接等领域大量使用机器人等自动化装备,视觉传感是机器人智能制造的关键环节。针对上述需求设计了一套基于线结构光的视觉传感器,并对其进行标定,自主开发了用于机器人激光增材制造的机器视觉系统。该系统通过Matlab相机标定工具包实现相机的内外参数标定,利用Labview编程提取出像素坐标,根据最小二乘法拟合出相机坐标系下的光平面方程,实现像素坐标到光平面坐标的转换,最后针对视觉传感器与机器人的"Eye-in-Hand"系统实现手眼标定,完成像素坐标到机器人三维基坐标的转换。实验结果表明,开发的视觉传感器具有较高的定位精度,各方向平均误差仅为1 mm。

摘要： 工业生产制造领域存在大量的方形状物体,与之相关的机器人自动化作业需要获取方形状物体的位姿信息,为此提出了一种基于线结构光视觉的方形状物体位姿估计方法。首先搭建硬件系统并完成标定;然后采集图像进行处理并提取出能够表达方形状物体位姿信息的特征点,对这些特征点进行矩形拟合,获取位姿参数;最后对所开发的检测系统进行了测试评估实验。实验结果表明,该方法能够准确地获取方形状物体的位姿信息,满足对方形状物体的位姿检测要求。

摘要： 针对复杂反射率物体在三维测量中,激光条纹图像曝光程度差异问题,提出一种自适应多曝光获取三维点云的方法。该方法根据所研制采集系统的成像原理,拟合出视觉传感器成像函数。将初始条纹几何中心反射率突变点设为基准点,并对复杂反射率物体上的条纹信息按基准点进行分段采集;根据各分段区域反射率均值计算相应自适应曝光参数;按基准点融合所采集的激光条纹信息。测量平台采用步进运动,实现物体整体扫描。应用二次拟合重心法提取条纹中心坐标,生成三维点云信息。经实验验证,自适应曝光准确率高于90%,条纹能量集中度大于5,三维点云均方根误差低于0.3 mm,该测量方法有效解决了条纹图像过曝光或欠曝光问题,可在动态下实现复杂反射率物体三维测量。

摘要： 在获取物体的三维点云数据时,通常采用线结构光扫描的方法,但是在测量过程中不可避免的会产生不合理的噪声点。从而在进行曲面重构时,会导致重构的曲面不够光滑,进而会影响三维扫描物体重构的精确性,因此有必要对扫描数据进行去噪处理。噪声点产生的原因有很多,大部分噪声点具有幅值大,影响因素多的特点,所以利用似然估计函数得到采样局部最大值点,确立点云数据的聚类中心,使原始点云数据收敛为一个稳定的三维数字模型,然后采用随机滤波的方法,通过比较连续点之间的相对位置,给定一个数值,把位置变化较大的点判定为噪声点予以去除,从而达到点云去噪的目的。通过对普通计算机硬盘的扫描和点云去噪处理验证了方法的可行性。

摘要： 针对现阶段核反应堆容器检测平台无法实现全自动定位、定位精度低等问题,文中提出一种基于机器视觉的精确定位方法。首先结合定位特征、测量环境及定位需求设计精确定位分系统,并对定位分系统的布局进行优化调整;其次利用空间圆拟合与SVD实现探头轴线的标定和检测平台全局坐标系的统一;然后通过图像筛选与特征拟合,采用平面切割法实现贯穿件轴线的测量,在此基础上计算出探头轴线的对中偏差值,并转化到运载小车坐标系下,驱动小车进行精确定位;最后在模拟检测现场对该方法的定位性能进行实验验证。结果表明,精确定位分系统的定位误差可控制在2.6 mm以内,说明文中的设计方法可提高检测平台的定位效率,满足检测现场的定位要求。

摘要： 线结构光测量系统容易受到环境光干扰从而影响条纹中心线的提取。通过对系统空间结构约束的分析,文中提出一种多线结构光条纹中心线的提取方法。该方法分为标定和测量两个阶段,在标定阶段求出中心线的偏移量和偏移系数;在测量阶段中,分别在有环境光和无环境光时求得条纹中心线的三维世界坐标。通过平面和曲面拟合实验测量精度,并与Steger算法进行对比。实验结果表明,当存在环境光时,斜平面拟合得到的误差值小于0.007 mm,曲面拟合得到的百分比相对误差小于1.2%;无环境光时,圆柱体高度拟合相对误差小于0.7%,说明本文算法精度优于Steger算法。

摘要： 叶片型面精度直接影响其工作性能和使用寿命,高效和精确的叶片型面检测对其质量控制至关重要。对此,建立了一套面向叶片型面精度测量的四轴光学检测系统,提出了一种基于叶片侧边基准面快速标定其回转轴线的型面光学检测方法。该方法可在不引入外部标定物的情况下,完成叶片型面的快速测量与重构。该方法测得实验数据与三坐标机检测数据相比,其轮廓度平均偏差在0.010 0 mm以内,最大标准偏差为0.010 4 mm,在简化检测流程、优化检测方法的同时,保证了叶片型面的检测精度,为叶片型面光学检测提供了一种新的解决思路。

摘要： 线结构光3D智能相机因其成像速度快、精度高等优势在人工智能、工业检测、人脸支付、VR/AR等领域获得了广泛的应用。搭建了一种线结构光3D智能相机成像系统,开展了数据获取及处理的理论和实验研究,使用Python作为编程语言,使用Numpy、OpenCV、Open3D、Math等库,结合相机标定方法、光平面标定方法和线结构光三维重构理论,编写了三维重构算法,实现了三维重构。相对于已有的数据处理算法,该算法具有速度更快、精度更高的优势,体现了较大的应用价值。

摘要： 为保证油气井的安全生产,需要准确掌握套管的损坏状况。采用线结构光视觉检测的原理,提出了一种基于激光扫描、视觉三维建模的井筒可视化检测方法。利用环形激光器扫描井筒,井下摄像机记录扫描结果,通过视频处理技术识别扫描结果,提取井筒特征参数,建立了三维数字化井筒模型。该方法缩短了仪器长度,采用非接触测量,解决了仪器容易遇阻的问题,降低了作业成本,提高了检测精度和径向分辨率。仿真实验结果表明:该方法的理论精度为0.245 mm,建立的三维井筒模型更加精确。为有效检测套管的损坏状况提供了一种新的检测方法。

摘要： 本文针对一种二自由度的线结构光三维测量系统,对其运动机构的标定进行了研究.在采用高低球法进行初步标定的基础上,提出了一种独特的迭代式数据修正方法,对系统存在的机械性误差进行了补偿.实验结果表明该方法能够有效地提高系统测量的精度.

摘要： 线激光的主动光学测量方式基于光学三角法,能够一次完成一个扫描断面的测量,精度高、速度快,成为路面车辙检测的首选方法.在线结构光三维测量系统中,结构光光条中心位置坐标快速、准确的提取是至关重要的一步.本文根据道路检测车车辙测量的具体要求,对由单管半导体激光器产生的大测量范围(约2m)的结构光光条进行了中心线提取.针对图像背景噪声强的特点,提出了一种基于感兴趣区域(ROI)的结构光条纹中心的图像处理方法,即在ROI内用最大类间方差法进行阈值分割再用重心法进行细化.实验证实,这种方法处理时间短、精度高.

摘要： 在线结构光三维测量系统中,结构光光条中心位置坐标快速准确的提取是重要的一步。本文对大测量范围(约2m)的半导体激光器获取的结构光光条进行了中心线提取。针对图像背景噪声强的特点,提出了一种基于感兴趣区域(ROI)的结构光条纹中心处理方法,即在ROI内用最大类间方差法进行阈值分割再用重心法进行细化。实验证实,这种方法处理时间短、精度高。

摘要： 本文针对现有线结构光传感系统标定过程中对设备要求高、标定过程繁琐等问题，提出了一种基于三点透视模型的快速标定方法。引入一个可自由移动的平面靶标，靶标上只需要共线、且相互位置确定的三个特征点，利用共线三点建立三点透视数学模型，根据三个特征点以及光条纹在摄像机像面的成像信息，就可以获取光平面上标定点在摄像机坐标系下的坐标。平面靶标在视觉范围内任意移动几个位置，得到光平面上多个标定点坐标，从而确定光平面方程。实验证明，该方法平均相对测量误差小于0.8%。该方法不需要昂贵的辅助调整设备，也不需要求解坐标系之间的转换矩阵，简单、快速，适合现场标定。

摘要： 本文提出了基于单CCD应用线结构光测量熔覆层厚度的理论方法，结合摄像机标定、光平面标定、被测物体点三维坐标计算、数据融合、对应点匹配和熔覆层厚度计算等关键技术，建立了一套基于单CCD借助线结构光测量熔覆层厚度的系统，并对系统的结构进行了详细的叙述，此系统的建立为实现熔覆层厚度的定量测量提供了技术支持.

摘要： 针对线结构光三维测量速度较慢和易发生遮挡问题,本文开发了一种多传感器线结构光快速三维测量系统,并提出了一种简易的多传感器线结构光三维测量系统的全局标定方法,标定过程只需要一块可自由移动的共面靶标,即可将所有摄像机局部坐标系统一到光平面测量坐标系,实现多视点测量数据的自动拼接.实验表明,该方法方便易行,适合现场标定,同时满足系统精度要求。

摘要： 激光共焦扫描显微镜大多采用点共焦扫描成像形式,扫描机构复杂,成本高.新型的线结构光共焦显微成像技术是对样品进行线共焦成像,只需对样品进行一维扫描就可以得到整个平面的像.设计了线结构光共焦成像实验装置,进行了线结构光共焦显微成像实验.实验结果证明了线结构光共焦成像的可行性,杂散光明显地减少,提高了成像清晰度,并且有光学层析能力。采用低照度高分辨率CCD代替价格昂贵的像增强器大大降低了系统成本.

摘要： 本文采用光切法对薄片零件进行非接触在线厚度测量。线结构光投射在被测对象上形成一条被零件表面调制的光带，采用带阈值的重心法提取光条中心，然后对获得的重心序列分别进行最小二乘直线拟合，由拟合直线间距换算出被测零件厚度。实验数据表明，该方法具有一定的可靠性，可以广泛应用于工业现场零部件厚度在线测量。

摘要： 线激光的主动光学测量方式基于光学三角法,能够一次完成一个扫描断面的测量,精度高、速度快,基于线激光断面成像的车辙检测系统利用大面阵相机采集经路面面形调制的激光线图像,根据线图像的弯曲程度计算车辙大小.本文针对车辙检测中视场大、测量精度高的要求,提出了分视场的两步多项式拟合标定的方法:首先用多项式拟合间接获取物方参考点坐标并对激光光平面进行标定,再用多项式模型建立图像坐标与物方水平坐标的对应关系,最终获得被测路面的三维信息.经试验证明标定后车辙测量系统在全视场车辙测量精度均优于1mm.

摘要： 结构光视觉检测广泛应用于三维模型重建、物体表面轮廓三维信息测量等领域。针对目前国内道路车辙高速自动测量的需求,本文结合具体线激光器及摄像机建立了基于线激光的车辙测量系统模型,并对模型参数的标定方法进行探讨,测量精度可达到1mm。

摘要： 本发明提供了一种光路结构，包括发射出激光的激光发射器，以及下列沿所述激光的光路方向依次设置的非球面镜、第一分光镜和第二分光镜、楔形镜、柱面镜。本发明还提供了一种包括上述光路结构的激光投线仪。本发明的优点在于：1)通过合理设置楔形镜入射面的角度，使得从楔形镜入射面反射出来的光线射不到分光镜上，或者即使射到分光镜上也不会对分光镜反射出来光线造成干扰，从而避免了多点现象；2)通过合理设置楔形镜的结构，消除了投射出的激光光线中的断点。

摘要： 本发明公开了一种线耳结构及与线耳结构固定连接的接线端子及光伏多联器，包括与接线端子电连接的线耳，还包括设于所述线耳一端与导线连接的压线结构，所述线耳至少有三个平面与所述接线端子接触。本发明通过改变线耳结构，并在线耳外层添加导电橡胶层，使接线端子与线耳的导电面积增大且均匀分布，保证接线端子接触面的阻抗连续，减小导线阻抗，减少因阻抗增大产生的大量热量，避免电源线烧毁。

摘要： 提供一种能够并行地监视多条光传输线的光传输线监视装置、光传输线监视系统和光传输线监视方法。监视光输出单元(1)将具有不同频率的监视光(ML1～MLn)输出到光传输线(LA1～LAn)。本地振荡光源(2)输出本地振荡光(LO)。向其输入与监视光(ML1～MLn)相对应的返回光(BL1～BLn)的干扰单元(3)被配置为输出由输入光与本地振荡光(LO)之间的干扰生成的输出光。转换单元(4)将输出光转换成电信号(ED)。信号处理单元(5)基于每个监视光(ML1～MLn)，从电信号(ED)中提取中频信号，并且从中频信号生成光传输线(LA1～LAn)的监视结果。

摘要： 本实用新型提供了一种光路结构和使用该光路结构的激光投线仪。所述光路结构包括发射出激光的激光发射器，以及下列沿所述激光的光路方向依次设置的非球面镜、第一分光镜和第二分光镜、楔形镜、柱面镜。本实用新型的优点在于：1)通过合理设置楔形镜入射面的角度，使得从楔形镜入射面反射出来的光线射不到分光镜上，或者即使射到分光镜上也不会对分光镜反射出来光线造成干扰，从而避免了多点现象；2)通过合理设置楔形镜的结构，消除了投射出的激光光线中的断点。

摘要： 本实用新型公开了一种线耳结构及与线耳结构固定连接的接线端子及光伏多联机，包括与接线端子电连接的线耳，还包括设于所述线耳一端与导线连接的压线结构，所述线耳至少有三个平面与所述接线端子接触。本实用新型通过改变线耳结构，并在线耳外层添加导电橡胶层，使接线端子与线耳的导电面积增大且均匀分布，保证接线端子接触面的阻抗连续，减小导线阻抗，减少因阻抗增大产生的大量热量，避免电源线烧毁。

摘要： 本实用新型公开了一种光伏幕墙走线结构及明框光伏幕墙，所述走线结构包括立柱、若干接线盒和用于将光伏玻璃板压接在立柱上的第一压板，第一压板固定连接在立柱外侧，相邻的接线盒通过电缆线及接线头相；接线盒位于第一压板与立柱之间；还包括外盖板，该外盖板装在压板外，接线头位于外盖板与压板之间形成的空腔中。本实用新型的接线盒隐藏于立柱和第一压板之间，接线头隐藏于第一压板和外盖板之间，使整体实用美观。当后续需要维护时，只需拆下外盖板露出接线头即可，非常便捷。

摘要： 本发明公开了一种用于线结构光非接触测量的光条中心提取方法，对图像依次进行感兴趣区域提取、初步噪声过滤及自适应阈值分割，得到最优二值化后的图像；再对图像依次进行中值和高斯滤波；再用骨架细化算法对光条中心进行粗提取，得到单像素的光条中心线并对中心点进行编号；采用k最近邻域法得到中心点的邻域中灰度不为零的N个像素点，由这N个像素点拟合一线段，采用主成分分析算法求得过中心点的单位法向量，对中心点邻域内且位于该单位法向量方向上的像素点的灰度值进行高斯函数拟合，将拟合后的高斯函数期望值作为最终的光条中心点坐标。重复上述过程直到所有点都遍历完，得到条纹中心的精确位置。本发明提高了光条中心的提取精度且效率高。

摘要： 本发明提供了一种基于线结构光图像的有向生长结构光中心提取方法，包括步骤1、通过线结构光的起始位置确定一个种子像素点；步骤2、根据确定的种子像素点，沿线结构光的光线走向方向搜索目标像素点，目标像素点在种子像素点的三邻域中确定；步骤3、将步骤2中确定的目标像素点定义为新的种子像素点；步骤4、以新的种子像素点为起点，重复步骤2‑3，直至找到所有种子像素点或目标像素点集合，完成线结构光中心提取。

摘要： 本发明涉及一种基于联合外参估计的线结构光传感器光平面标定方法，所采用的装置包括定制标定板、一维位移台、相机和线激光器，其中，定制标定板，分为位于中部的光条区域和位于两侧的两个特征点区域，特征点为黑白交界的角点；光条区域为黑色，用于与光平面相交。标定过程包括以下步骤：放置标定板于一维位移台上，调整标定板位姿使其正对相机，使光平面与光条区域相交；关闭线激光器，相机拍摄无光条的标定板图像I；打开线激光器，相机拍摄有光条的标定板图像L，位移台带动标定板移动固定距离；重复，直至标定板无法清晰成像或者光条超出光条区域；建立像素坐标系，提取特征点的像素坐标；获取相机内参；建立映射关系；建立最优化目标函数；实现基于联合外参估计的线结构光传感器光平面标定。

摘要： 本发明提供一种用于复杂环境线结构光的光条中心提取方法，包括光条分割法与光条中心计算法；该方法利用人工合成图像训练YOLOv5s模型，识别复杂环境下的光条目标；然后采用自适应灰度阈值法、灰度均值法、及基于亚像素的边缘检测方法提取光条像素；最后采用灰度重心法，用构造的滑动窗口搜索光条中心像素，实现光条中心精准提取。采用上述方法，能够有效避免线结构光光条中心提取过程中复杂环境因素，如噪声、不均匀光照、光条随机遮挡等的影响，从而避免光条断裂或局部光强突变，保证光条中心提取的精准性、及时性与有效性。