基于双目视觉和散斑投射的快速形貌测量  

作者:张扣文;梁晋[2,3];尤威[2,3];任茂栋[2,3] 刊名:《激光与红外》 上传者:乔壮壮

【摘要】针对现有三维扫描设备存在的体积较大,测量速度较慢以及对环境光照敏感等问题,利用双目立体视觉和散斑结构光,开发了一种小型的形貌测量装置。首先对该装置的投射模块,硬件结构进行了设计,其次对涉及到的主要算法,采用数字图像相关法进行像点坐标匹配进行了研究,最后对系统的测量效果和精度进行了初步验证。实验表明,对于单幅点云,该扫描装置测量过程迅速,数据采集可在2 ms内完成。并且在保证生成点的数目较多的同时,精度可达到0.1 mm。因此,本文提出的小型散斑投射装置可在确保测量精度的前提下,实现工件的快速测量。

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第 46 卷 第 12 期 激 光 与 红 外 Vol. 46,No. 12 2016 年 12 月 LASER & INFRARED December,2016 文章编号:1001 -5078( 2016) 12 -1517 -04 ·光电技术与系统· 基于双目视觉和散斑投射的快速形貌测量 张扣文1,梁 晋2,3,尤 威2,3,任茂栋2,3 ( 1. 宁波舜宇光电信息有限公司,浙江 余姚 315400;2. 西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室,陕西 西安 710049;3. 广东顺德西安交通大学研究院,广东 佛山 528300) 摘 要: 针对现有三维扫描设备存在的体积较大,测量速度较慢以及对环境光照敏感等问题,利用双目立体视觉和散斑结构光,开发了一种小型的形貌测量装置。首先对该装置的投射模块,硬件结构进行了设计,其次对涉及到的主要算法,采用数字图像相关法进行像点坐标匹配进行了研究,最后对系统的测量效果和精度进行了初步验证。实验表明,对于单幅点云,该扫描装置测量过程迅速,数据采集可在 2 ms 内完成。并且在保证生成点的数目较多的同时,精度可达到 0. 1 mm。因此,本文提出的小型散斑投射装置可在确保测量精度的前提下,实现工件的快速测量。 关键词: 双目立体视觉; 散斑投射; 数字图像相关; 点云重建 中图分类号: V556. 5 文献标识码: A DOI:10. 3969/j. issn. 1001 -5078. 2016. 12. 016 Fast morphology measurement based on the binocular vision and speckle projection ZHANG Kou - wen1,LIANG Jin2,3,YOU Wei2,3,REN Mao - dong2,3 ( 1. Ningbo Shunyu Photoelectric Information Co.,Ltd. ,Yuyao 315400,China; 2. State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering,School of Mechanical Engineering,Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710049,China;3. Guangdong Shunde Xi'an Jiaotong University Academy,Foshan 528300,China) Abstract: As the existing 3D scanning equipments have large size,slow measurement and impressionable for ambient light,a small morphology measurement device is developed by using binocular stereo vision and speckle structure light. The projection module and hardware structure are designed,and then image point coordinate match is studied by digital image correlation method. Finally,measuring effect and accuracy of the syste

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