宽视场结构光视觉传感器研制

admin · 发表于 2022-5-16 11:12:26

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结构光三维测量技术具有大量程、非接触、动态响应快、系统柔性好等优点，是目前工程应用中最具发展前景的三维数据采集方法。宽视场摄像机能够获得更大视场范围内的目标或者环境的三维信息，在机器系统的自主导航、视觉监控、远程会议、虚拟现实等领域具有广泛的应用前景。论文围绕国家自然科学基金项目“全向结构光视觉三维测量技术研究”，将宽视场成像技术与结构光视觉测量技术相结合，研制宽视场结构光视觉传感器，建立宽视场折反射摄像机模型，研究宽视场结构光视觉传感器的标定方法。论文的主要内容包括：1、综述了宽视场成像技术的发展现状，对各种宽视场摄像机的特点进行了比较分析，总结了宽视场三维测量技术的发展现状。2、分析了宽视场折反射摄像机的单视点和非单视点结构及其建模方法，提出了针对非单视点折反射摄像机的双向量成像模型，研究了由多个线激光器组成的宽视场结构光投射模块在双向量成像模型下的测量模型。3、研究了折反射结构光测量系统的设计原理，根据单视点及非单视点折反射摄像机的设计原理提出了设计方案，完成了宽视场结构光视觉测量系统的结构设计和搭建。4、研究了非单视点折反射摄像机的标定方法，结合本文设计的折反射摄像机进行了标定比较。结合双向量模型提出了使用泰勒近似的平面靶标标定方法，对宽视场结构光视觉传感器进行了标定，评价了测量系统的精度，并应用该系统进行了实际测量。5、分析了多摄像机宽视场结构光模型，搭建了双摄像机宽视场结构光测量系统并进行了标定和精度评价。论文研究的宽视场结构光测量技术为宽视场三维测量提供一种有效的方法和手段，将在三维场景重建、机器人自主导引、三维识别、大型管道内表面检测及其他工业检测等领域具有广阔应用前景。

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