线结构光测量数据的自动拼合方法

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线结构光测量原理

线结构光测量原理一、引言光学测量技术在工业制造和科学研究中广泛应用，其中线结构光测量技术是其中一种常见的非接触式三维形貌测量方法。

本文将详细介绍线结构光测量原理。

二、线结构光测量概述线结构光测量是通过投射一系列平行或等距的光条或光点，利用被测物体表面反射或散射的光线信息，通过相机成像和数字图像处理等方法，得到被测物体表面的三维形貌信息。

这种技术适用于对各种形状、大小及复杂程度的物体进行精确快速地三维形貌检测。

三、线结构光投影原理1. 光源选择线结构光投影需要使用高亮度、高稳定性和长寿命的激光作为光源。

常见的激光器有半导体激光器和氦氖激光器等。

2. 投影方式选择根据被测物体的大小和形状以及实际应用需求，可以选择平行投影或斜向投影方式。

平行投影方式适合于大型物体表面形貌测量，而斜向投影方式适合于小型物体表面形貌测量。

3. 投影光线的平行化为了确保投影光线的平行性，需要使用特殊的透镜或棱镜对激光进行调制和聚焦，使得激光束变成一条平行的线条或点阵。

四、被测物体表面反射原理当投射的光线照射到被测物体表面时，会发生反射和散射现象。

其中，反射现象是指光线从被测物体表面上反弹回来；散射现象是指部分光线在经过物体表面后发生偏折和扩散。

五、相机成像原理1. 相机选择相机需要具有高分辨率、高灵敏度和低噪声等特点。

常用的相机有CCD相机和CMOS相机等。

2. 摄像头位置选择摄像头与激光器之间的距离以及摆放角度会影响到成像质量。

一般情况下，摄像头与激光器之间应保持一定距离，并且角度不宜过大或过小。

3. 图像采集与处理相机采集到的图像需要进行数字化处理，包括去噪、滤波、边缘检测、图像配准等步骤。

最终得到的是被测物体表面的三维坐标信息。

六、误差分析线结构光测量中存在多种误差来源，如光源稳定性、投影光线平行度、摄像头位置不准确等。

这些误差会对最终的测量结果产生影响，因此需要进行误差分析和校正。

七、应用领域线结构光测量技术广泛应用于机械制造、汽车工业、电子制造等领域。

线结构光扫描传感器结构参数一体化标定

线结构光扫描传感器结构参数一体化标定王金桥;段发阶;伯恩;刘博文;冯帆【摘要】为了精确快捷地标定线结构光扫描传感器的结构参数,提出了一种线结构光扫描传感器结构参数一体化现场标定的新方法,建立了线结构光扫描传感器的数学模型,根据张正友摄像机标定思想结合L-M非线性优化算法能快速精确地完成摄像机内外参数的标定,在此基础上,引入辅助线激光,通过反复多次提取两激光交点完成对线结构光平面精确标定。

文章还介绍了如何获取激光交点以及精确提取交点坐标的方法,通过设计相关实验验证了本文方法的可行性,使系统精度优于24μm,能满足实际测量要求。

%In order to mark line structured light scanning sensor structure parameters accurately,this paper presents a new method for the integration structure parameters calibration of line structure light scanning sensor and establishes the mathematical model of line structured light scanning sensor. According to the Zhang Zhengyou camera calibration based L-M algorithm,this algorithm can complete the intrinsic and extrinsic parameters of the camera quickly and ac-curately. On this basis,author introduces auxiliary line laser and extracts two laser intersection to finish lines structure light plane calibration repeatedly. This paper also introduces the method of obtaining the laser point and accurately extracting the intersection point coordinate. Relevant experimental results verify the feasibility of this method. The sys-tem accuracy is better than24μm,meeting the requirement of actual measurement.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】6页(P1196-1201)【关键词】线结构光;摄像机标定;光条中心提取;光平面标定【作者】王金桥;段发阶;伯恩;刘博文;冯帆【作者单位】天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072【正文语种】中文【中图分类】TP391随着工业生产对非接触式测量需求日益增加,对检测的效率和精度也提出了越来来高的标准。

线结构光三维测量原理

线结构光三维测量原理线结构光三维测量是一种常用的三维形貌获取技术，通过投射一束具有特定结构的光线，利用物体表面对光线的反射或者散射来获取物体表面的三维形状信息。

这种技术广泛应用于工业制造、医学影像、文物保护等领域，在提高生产效率、保护文物、医学诊断等方面发挥着重要作用。

线结构光三维测量的原理是利用光学投影原理，通过投射一束特定结构的光线（如条纹、格网等），使得物体表面在不同位置产生不同的反射或散射效果。

通过相机捕获物体表面的反射或散射图像，并通过图像处理算法进行分析，从而得到物体表面的三维形状信息。

在进行线结构光三维测量时，首先需要确定光源、相机和物体之间的相对位置关系，确保光线能够正确照射到物体表面并被相机捕获到。

然后，通过控制光源的投射角度和结构，使得物体表面产生清晰的反射或散射效果，以便后续的图像处理分析。

在图像处理方面，通常会采用相位解析技术来获取物体表面的高度信息。

通过对捕获到的图像进行相位差分分析，可以得到物体表面在不同位置的相位信息，进而计算出物体表面的三维坐标信息。

这种相位解析技术能够实现高精度的三维形貌测量，广泛应用于工业制造领域。

除了相位解析技术外，还有基于深度学习的图像处理算法在线结构光三维测量中得到了广泛应用。

通过训练神经网络模型，可以实现对复杂物体表面的三维形状信息的准确提取，进一步提高了测量的精度和效率。

总的来说，线结构光三维测量是一种基于光学原理和图像处理技术的高效三维形貌获取方法。

它在工业制造、医学影像、文物保护等领域发挥着重要作用，为相关领域的发展提供了有力支持。

随着图像处理技术的不断发展和创新，线结构光三维测量技术将会更加普及和应用，为人类社会的发展带来更多的便利和进步。

线结构光标定原理

线结构光标定原理线结构光是一种常用于三维空间重建和测量的光学技术。

它利用模式化投影线（也称为结构光）对目标物体进行投影，通过相机捕捉到的结构光图案，可以推导出目标物体的三维坐标信息。

线结构光的原理主要包括光源投影、相机捕捉和数据处理三个方面。

首先，线结构光的光源投影是通过一种特殊的光源来实现的。

常用的光源包括激光，LED灯等。

这些光源会发出条纹状的结构光，通常是水平或垂直的条纹。

光源的投影角度、密度和亮度对最终测量结果有着重要的影响。

因此，在进行光源选择和设置时，需要根据实际需求和测量目标的特点进行调整和优化，以获得高质量的数据。

其次，相机捕捉是线结构光的另一个重要组成部分。

相机通常放置在光源的相对位置，并与光源构成一条直线。

当结构光在物体表面上投影时，相机将通过透镜捕捉到结构光的图像。

这些图像被传送到计算机进行数据处理。

在进行相机的设置和校准时，需要注意相机与光源的相对位置、成像清晰度、光源波长等一系列参数的调整，以确保获得准确、可靠的测量结果。

最后，数据处理是线结构光的最关键步骤之一。

通过对捕捉到的结构光图案进行分析和处理，可以推导出目标物体的三维坐标信息。

数据处理的方法常见的有相位偏移法和图像匹配法。

相位偏移法是线结构光常用的一种数据处理方法。

在这种方法中，光源会周期性地改变光强，从而引起相位的变化。

相机通过连续捕捉到的带有相位偏移的结构光图案，可以通过相位差异计算三维坐标。

这种方法的优点是精度高，但对环境光的干扰较大。

图像匹配法是另一种常用的数据处理方法。

在这种方法中，相机捕捉到的结构光图像与预先设定的参考图像进行匹配。

通过计算结构光图像与参考图像之间的相似度，可以推导出目标物体的三维坐标。

图像匹配法的优点是对环境光的干扰较小，但精度相对较低。

线结构光的光标定原理的核心是通过光源投影、相机捕捉和数据处理等步骤实现。

它可以用于各种领域的测量和重建，如三维扫描、工业自动化、医学成像等。

然而，在实际应用中，线结构光的测量精度会受到多种因素的影响，如光源投影均匀性、相机成像模糊度、目标物体表面反射率等。

线结构光三维测量原理

线结构光三维测量原理引言：线结构光三维测量技术是一种常用的非接触式三维测量方法，广泛应用于工业制造、机器人导航、医疗诊断等领域。

本文将介绍线结构光三维测量的原理和应用，并探讨其在现实生活中的意义和前景。

一、线结构光三维测量的基本原理线结构光三维测量是通过投射一组由光源产生的结构化光线，利用相机对目标物体进行拍摄并分析光线的形变信息，从而实现对目标物体的三维形状和表面结构的测量。

具体来说，线结构光三维测量主要包括以下几个步骤：1. 光源投射：选择合适的光源，例如激光，将其投射到目标物体上，形成一组结构化光线。

2. 相机拍摄：使用一台或多台相机对目标物体进行拍摄，记录光线在目标物体上的形变信息。

3. 形状重建：通过对拍摄到的图像进行处理和分析，利用三角测量原理，将光线的形变信息转化为目标物体的三维形状。

4. 数据处理：对获取到的三维形状数据进行处理和修复，去除噪声和误差，以获得更精确的测量结果。

二、线结构光三维测量的应用领域线结构光三维测量技术具有高精度、高效率、非接触等优点，已被广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 工业制造：在线结构光三维测量技术可用于工件尺寸测量、表面缺陷检测、装配质量控制等方面，提高生产效率和产品质量。

2. 机器人导航：线结构光三维测量技术可为机器人提供环境感知和定位信息，使其能够在复杂环境中自主导航和执行任务。

3. 医疗诊断：线结构光三维测量技术可用于医学影像的三维重建和病变分析，辅助医生进行疾病诊断和手术规划。

4. 文化遗产保护：线结构光三维测量技术可用于文物的三维数字化和虚拟展示，保护和传承人类的文化遗产。

三、线结构光三维测量的意义和前景线结构光三维测量技术的发展和应用对于推动工业制造、智能制造和数字化转型具有重要意义。

它可以提高生产效率、降低成本，改善产品质量和用户体验。

同时，线结构光三维测量技术的应用还有助于推动机器人技术、医疗诊断和文化遗产保护等领域的发展。

结构光测量系统中多视点云自动拼合算法

ｃｒｅｐｎｉｇｒｌｔｎｈｐｂｔｅｎｔｅｒｆｒｎｅｐｉｔｉｉｅｅｔｉｕｌａｇｅ．Ｌｓｌ，ｔｅｒｔｔｎｍａｒｎｒｎｌｔｎｏｒｓｄｎｅａｉｓｉｅｗｅｈｅｅｅｃｏｎｓｗｔｄｆｒｎｓａｎｌｓａｔｏｏｈｆｖｙｈｏａｉｔｘａｄｔｓａｉｏｉａｏ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｎａｔｍａｉｍｕｔｖｅｏｎｌｕｒｉｇａｇｒｔｍｏｔｕｔｒｉｈａｕｅｓｓｅｗｓｐｅｅｔｄｕｏｔｌｉｉｗｐｉｔｃｏｄｍｅｇｎｌｏｉｃ — ｈｆｒｓｒｃｕｅｌｔｍｅｓｒｙｔｍａｒｓｎｅ．ｇＦｍｄ，ａｌｍｐｏｅｅｉｎｉｅｔｉａｉｎｉｔｇａｅｔｅｓ—ｑａｅｌｏｔｍｗａｓｄｔｏｕｅｔｅｃｎｅｆｔｅｉｙｌｉｒｖｄｒｇｏｄｎｉｃｔｎｅｒｔｄｗｉｌａｔｓｕｒｓａｇｒｈｓｕｅｏｃｍｐｔｈｅｔｒｏｈｆｏｈｉ
摘
要：结构光测量系统的实际测量需要出发，出一种向待测物体表面粘贴参考点，而利用参考点信息来从提从
自动拼合不同视角点云数据的算法。该算法首先采用一种改进的区域识别与最小二乘法相结合的方法准确提取参考点形心，并根据计算机视觉理论求解出参考点的三维坐标，然后根据参考点的空间特征不变量，出了参考点快速提
Ａｕｏａｉｕｔ— ｉｗｏｎｌｕｅｇｎｇａｇｒｔｍｔｍｔｃｍｌｉｖｅｐｉｔｃｏｄｍｒｉｌｏｉｈｕｅｎｓｒｔｅｌｈｔｍｅｓｅｓｓｅｓｄｉｔｕｃｕｒｉａｕｒｙｔｍｇ

一种线结构光视觉测量现场标定方法

一种线结构光视觉测量现场标定方法
WANG Chunmei;CHEN Li
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2018(046)022
【摘要】针对线结构光视觉测量的现场标定问题,提出一种基于直角方框共线圆点靶标的测量系统参数现场标定方法,建立标定模型,给出了所使用的直角方框共线圆点靶标的设计方案和标定步骤.标定时,只需将线结构光传感器的光平面与靶标圆点中心平面调整至同一平面,采集靶标上的特征圆点图像并提取特征圆点圆心的图像坐标,进而将其代入线结构光视觉测量标定模型,即可一次性标定出测量系统的参数.实验结果表明:标定精度可达0.001 mm,该方法较现有线结构光标定方法操作简单,可满足实际测量需求,提高了线结构光视觉现场测量效率.
【总页数】4页(P80-83)
【作者】WANG Chunmei;CHEN Li
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.一种基于图像融合的多线结构光立体视觉测量方法 [J], 肖华军;侯力;游云霞
2.一种基于运动的线结构光视觉测量系统标定方法 [J], 刘涛;贾刚;王宗义
3.一种简化的线结构光视觉传感器现场标定方法 [J], 陈丽;梁晓琳;杨亚磊;王国斌
4.线结构光视觉传感器的现场标定方法 [J], 周富强;张广军;江洁
5.一种用于计算三维视觉测量中线结构光平面的新型算法 [J], 刘宁;卢荣胜;夏瑞雪;李琪
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结构光测量点云重构与拼接

结构光测量点云重构与拼接摘要在工程领域中，逆向工程日益受到重视并得到广泛应用。

它为消化和吸收先进技术、借鉴其设计思想，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品提供了一种有效的手段。

其中曲面重构和曲面拼接是它的两个重要难点。

曲面重构的过程，是逆向工程的关键技术，而自由曲面的重构是逆向工程的典型代表，也是难点之一。

以样条曲面为基础的自由曲面重构方法和以三角网格为基础的重构方法因其诸多优点而越来越被广泛采用。

逆向工程中的曲面拼接的方法有很多，其中旋转拼接和特征点拼接以其快速灵活等优点而被广泛应用。

本文主要研究了点云数据的重构和拼接问题。

主要内容如下：1．对曲面重构的算法进行了理论研究，主要分析了Delaunay三角剖分法和基于NURBS曲面的两种曲面重构方法。

2．研究了结构光测量系统从不同视角得到的点云数据拼接方法，重点研究了一种基于旋转和特征点的拼接方法。

3．利用Matlab和Surfacer软件分别对点云数据进行曲面重构和拼接，并对实验结果进行了分析比较。

关键词点云数据；重构；拼接；B样条Reconstruction and Joint of Point CloudsAcquired by Structured Light MeasurementAbstractIn industrial fields, the reverse engineering has being received great attention and widely applied. It offers an effective means to digest and trace advanced technology and capture its original idea for reference, to hold the key of technology for a further development of more advanced product. And two of witch important difficulties are Surface Reconstruction and Surface Stitching.Free surface reconstruction process is the key to reverse engineering technology, and free surface reconstruction is a typical in reverse engineering and also a difficult one. The free surface reconstruction methods based on spline surfaces and triangular mesh are increasingly widely used because many advantages.Reverse engineering of surfaces there are many ways to splice, in which feature points revolving splicing and splicing of its advantages such as fast and flexible and widely used.In this article, the data information of 3D surface are obtained by using structured light non-contact measurement, then focus on the point-cloud data reconstruction and splicing issues. The following are the main points:1. Study of the academic arithmetic of surface remodeling, major analysis of two surface reconstruction methods that based on NURBS surfaces and Delaunay triangulation method.2. Study the splicing method of point clouds data which acquired by the structure light measurement system from different perspective, and focus on a rotating and feature points splicing method.3. Use the Matlab software and the Surfacer software separately to finish the experiment of restructuring and jointing point clouds and then comparative analysis experiment result at last.Keywords point clouds data; reconstruction; joint; B-spline目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 逆向工程现状 (1)1.3 曲面重构技术现状 (2)1.4 曲面拼接技术现状 (4)1.5 本文研究的主要内容 (6)第2章点云重构 (7)2.1 引言 (7)2.2 Delaunay三角剖分的重构方法 (7)2.2.1 三角剖分的方法 (7)2.2.2 Delaunay三角剖分算法 (8)2.3 基于NURBS的自由曲面重构方法 (10)2.3.1 NURBS曲面的定义 (11)2.3.2 NURBS曲面重构的整体插值法 (11)2.4 本章小结 (14)第3章点云拼接 (15)3.1 引言 (15)3.2 旋转拼接 (15)3.2.1 旋转拼接原理 (16)3.2.2 拼接算法 (17)3.3 特征点拼接 (19)3.4 本章小结 (21)第4章重构和拼接实验 (22)4.1 引言 (22)4.2 软件介绍 (22)4.2.1 Matlab简介 (22)4.2.2 Surfacer简介 (22)4.3 重构实验 (25)4.3.1 采用Matlab重构 (25)4.3.2 采用Surfacer重构 (26)4.4 拼接实验 (31)4.4.1 采用Matlab拼接 (31)4.4.2 采用Surfacer拼接 (31)4.5 本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (36)附录 (37)第1章绪论1.1课题背景当今，世界科技发展日新月异，每年的新科技和新产品都在以指数级数在递增，特别是世界范围内的信息高速公路的开通，为各国的技术交流创造了更为便利的条件，学习和借鉴别国的先进技术、引进先进的技术装备已成为各国提高科技和生产力水平的重要途径。

线结构光视觉测量标定方法及系统[发明专利]

专利名称：线结构光视觉测量标定方法及系统
专利类型：发明专利
发明人：陈永伟,索凌平,邱河文,邹克峰,何思源,周小维,胥籽任
申请号：CN202011505744.0
申请日：20201218
公开号：CN112747687A
公开日：
20210504
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及了一种线结构光视觉测量标定方法及系统，该线结构光视觉测量标定方法在初始标定时，进行以下步骤：通过调整横激光器和纵激光器的相对位置，使其两者的位置满足第一位置条件；将量块作为标定靶物，并通过调整所述量块在标靶平面上的位置使其满足第二位置条件；步骤S30.获取所述摄像头所采集的图像画面，并对所采集的图像画面进行分析，以获取基准像素宽度值/基准像素长度值。

实施本发明的技术方案，标定靶物为量块，特点为精度极高，同时易于获取，在工业场景中容易推广和使用；而且，方法简单，只需移动量块即可。

申请人：中广核核电运营有限公司,中国广核集团有限公司,中国广核电力股份有限公司
地址：518000 广东省深圳市福田区莲花街道福中社区深南中路中广核大厦北楼6层
国籍：CN
代理机构：深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙)
代理人：高瑞
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线结构光条纹自适应中心提取优化算法

线结构光条纹自适应中心提取优化算法
线结构光条纹自适应中心提取优化算法是一种基于投影变换的方法，它可以有效地提取和分析线结构光条纹。

该方法主要包括四个步骤：首先，对投影图像进行模糊处理，使用模糊处理可以有效地消除
图像中不必要的细节；其次，计算投影变换后的边缘信号，以检测带
有结构光条纹信息的边缘；第三，基于投影变换和模糊处理后的边缘
信息，采用一种局部拟合算法，提取出投影变换后的线结构光条纹的
中心；最后，使用去噪算法进一步优化线结构光条纹自适应中心的提
取效果。

线结构光条纹自适应中心提取优化算法的优势主要体现在三个方面：首先，该算法能够从投影图像中有效提取线结构光条纹的中心点；其次，该算法采用投影变换和模糊处理等技术，使得提取精度更高，
同时也更加稳定；第三，该算法采用了去噪算法进行优化，从而使提
取出的线结构光条纹的中心更加精确。

此外，线结构光条纹自适应中
心提取优化算法的可扩展性也很好，可以应用于各种不同的图像上，
从而大大提高精度和实时性。

线结构光条纹自适应中心提取优化算法在实际应用中可以解决复
杂环境中线缝隙检测、机器视觉准确识别和机器人路径规划等问题。

例如，可以应用于线结构光条纹车辆定位和跟踪、智能车辆安全驾驶
系统以及智能机器人导航等相关领域。

综上所述，线结构光条纹自适应中心提取优化算法是一种高效的
方法，用于检测线结构光条纹的中心位置。

该算法具有较高的准确性
和可扩展性，可用于智能车辆安全驾驶、机器人导航和机器视觉准确
识别等领域。

基于交比不变的线结构光标定方法研究

基于交比不变的线结构光标定方法研究随着三维视觉技术的发展，其在现实生活中的应用越来越广泛，其中三维点云数据的获取是其中非常关键的一环。

而在三维点云数据的获取过程中，需要对相机进行标定，以获得准确的三维数据信息。

本文针对基于交比不变的线结构光相机标定方法进行了研究，旨在探索一种更准确、更稳定的相机标定方法。

1. 研究背景在三维视觉中，线结构光是一种常用的三维数据采集方法，通过使用线结构光可以获取目标场景的三维点云数据。

在进行三维数据采集之前，需要对相机进行标定，以获得相机的内参和外参信息，从而保证采集到的三维数据准确可靠。

过去的相机标定方法存在着精度不高、鲁棒性不强等问题，因此有必要对相机标定方法进行深入研究，以提高相机标定的准确性和稳定性。

2. 研究内容本文基于交比不变的线结构光相机标定方法进行了研究。

在研究过程中，首先对线结构光的原理进行了深入的分析，包括线结构光的形成原理、相机成像原理等。

针对传统的线结构光相机标定方法存在的问题进行了分析，包括误差累积、对噪声敏感等。

然后，提出了基于交比不变的线结构光相机标定方法，该方法利用了线结构光的特性，通过交比不变性来提高相机标定的准确性和稳定性。

4. 研究成果通过实验验证，我们得到了基于交比不变的线结构光相机标定方法的有效性和稳定性。

与传统的线结构光相机标定方法相比，基于交比不变的方法在标定精度和鲁棒性上都有了明显的提升。

通过对比实验结果，我们得出了基于交比不变的线结构光相机标定方法的优势和不足之处，为今后的研究提供了参考和借鉴。

5. 研究意义本文的研究成果对于提高三维视觉技术的应用效果具有重要的意义。

基于交比不变的线结构光相机标定方法不仅可以提高相机标定的准确性和稳定性，还可以推动三维视觉技术在各个领域的应用。

未来，我们将继续深入研究三维视觉技术，探索更多新的方法和技术，为实现三维数据的准确采集和应用提供更强有力的支持。

线结构光测量数据的自动拼合方法

假设 #_ 和 #d 是同一点在 N_A_ O_P_ 和则由式$ %和式 $ % " $ NdAdOdPd 中的矢量表示 ! 可得从 N_A_ O_P_ 到 NdAdOdPd 的坐标变换模型为
#d # !d’"’_#_
$ % !
然而 ! 要实现自动拼合 ! 则需要将测量数据从由式 $ %得到 ! NdAdOdPd 变换到 N_A_ O_P_ 中 ! 数据自动拼合模型为
,’ 行标定 & % 使各片数据具有相同的测量基准 % 从而
方向测量时只能得到被测物体的局部数据 % 对结构复杂的物体需要从多视角进行测量并将得到的多片数据拼合到一起 ( 目前主要有三种方法解决这个问题 ! # $ 通过改变测头方向或对被测物体进行重 " 定位 % 从多个角度对物体进行测量 % 在每个方向下测量的数据具有不同的基准 % 它们在同一坐标系下不能拼合到一起 ( 通常有两种方法对这种数据进行拼合 ! ’ 在两片数据的重叠区域布置公共特征点
’ 转轴心的方向 ! 设为 $ ! 9P ! F P! P% "
（）世界坐标系 NdAdOdPd ! 它也是工件 " 坐标系 ! 三个坐标轴 Ad # Od # Pd 分别和测量机的线结构光测头扫描测量直接得到 A# O# P 轴平行 " 的是在该坐标系下的三维数据 " （）转台原始位置坐标系 N’A’ $ O’P’ ! 它是轴转台回转角度为零时的坐标系 " P’ 的方向是转台转轴的方向 ! A’ 轴和O’ 轴在与 P’ 垂直的平面内! 二者相互垂直 " （）转台任意角度坐标系 N_A_ ! O_P_ ! 它是转台发生回转以后的坐标系 ! 通过绕 P’ 轴旋转/ 角后得到 " 其中 ! N_ 和N’ 重合 & P_ 轴和P’ 轴的方向一致 & A_ 轴和O_ 轴与 A’ 轴和O’ 轴同在一个平面内 " 在世界坐标系中的测量数据最终需变换到该坐标系中 ! 每片数据都对应具体的转台回转角度 ! 而且它们的回转都是绕转轴进行的! 因此! 变换到该坐标系的多片数据是拼合在一起的 " 图" 因此 L 中转台放置的倾斜角度是近似的 ! 坐标系 N’A’ O’P’ 相对于 NdAdOdPd 既有平万方数据 ’% % *’

基于线结构光扫描的机器人GMAW自适应规划方法

基于线结构光扫描的机器人GMAW自适应规划方法孔萌;张杰;顾帆;陈华斌【摘要】针对弧焊机器人在中厚板焊接中的应用,研制了一套激光视觉传感器,基于FANUC机器人TCP/IP协议,开发了传感器与机器人控制器之间的通讯平台.以厚20 mm的Q345单Ⅴ型坡口机器人GMAW为例,结合机器人手眼标定、线结构光平面参数标定结果,实现变间隙焊道参数自适应规划及多层多道自动编排,结果满足机器人中厚板自适应焊接要求.%A laser vision sensor has been developed for the thick plate arc-welding robot.In this paper,a communication platform between vision sensor and robot controller is exploited based on TCP/IP of FANUC.With 20 mm thick Q345 single Ⅴ groove GMAW robot as an example,combining with the eye-in-hand and linear structured light equation,it can realize the welding parameters and path adaptive planning under the gradient gap.The result of planning demonstrates the method can meet the requirements of robotic welding for thick plate.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2017(047)011【总页数】4页(P41-44)【关键词】线结构光;弧焊机器人;自适应规划【作者】孔萌;张杰;顾帆;陈华斌【作者单位】上海发那科机器人有限公司,上海201206;上海发那科机器人有限公司,上海201206;上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240;上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG409随着我国《中国制造2025》的战略实施，焊接制造领域正经历“两化”融合的推动，朝着数字化、信息化、网络化和智能化转型升级，使焊接制造过程中的信息需求量显著增加[1]。

线结构光与测头相结合的在机测量系统自由曲面重构

线结构光与测头相结合的在机测量系统自由曲面重构随着我国先进制造技术的发展和三维扫描、逆向工程技术的广泛应用,数字化制造与数字化测量之间的技术衔接更加密切。

目前测量方式包括接触式测量、非接触式测量及多传感器集成复合式测量。

其中,接触式测量精度高效率低;非接触式测量效率高精度低;复合式测量多是以非接触式测量数据重构曲面用以辅助定位或规划接触式测量路径,且存在重复测量,未能真正实现多源数据的相互渗透与融合。

针对以上问题,提出以五轴加工中心为载体进行线结构视觉测量与接触式测量相结合的复合式在机测量,充分利用线结构光视觉测量的高效率和测头接触式测量的高精度特点,以线结构光视觉测量数据为初始曲面数据,以在机接触式测量的高精度点为曲面型值点约束,基于能量优化法,通过初始曲面的变形实现自由曲面重构。

论文主要内容包括:(1)提取线结构光光条图像中心二维坐标。

分析传统图像分割算法的特点,利用遗传算法与二维最佳直方图熵法光条图像分割算法将光条图像从背景和噪声中分离出来以便于光条中心提取;基于形态学细化算法,通过不断腐蚀光条图像边缘获得光条中心;提出基于形态学细化算法及拟合重采样的光条中心提取算法以解决光条中心提取过程中出现的断线、分枝等问题,进行重采样以获得完整的光条中心二维坐标数据。

(2)完成基于线结构光的初始曲面建模。

根据实验获得的视觉测量系统数学模型参数将提取的光条图像中心二维数据转换到三维世界坐标系下;应用逆向工程软件Imageware对转换得到被测物体截面线三维坐标点云数据进行点云预处理以利于后续的曲面重构;采用双三次B样条曲面完成初始曲面建模。

(3)实现基于能量优化法的自由曲面重构。

以薄板弹性变形的能量模型为目标函数,以接触式在机测量点为型值点约束条件完成能量函数数学模型的构造,并对B样条曲面能量函数及型值点约束进行处理;提出基于网格法求解能量模型中的大型积分;基于遗传算法和非线性规划的能量函数寻优算法求解能量模型,进而实现自由曲面重构。

线结构光原理

线结构光原理
嘿，朋友！你知道线结构光原理吗？这可真是个超级有趣的东西呢！就好比我们用手电筒照出一道直直的光，这道光就像是我们探索线结构光原理的小助手。

想象一下，线结构光原理就像是一个神奇的魔法棒！比如说，在工厂里，机器人要精准地抓取物品，它就靠线结构光来指引呢！机器人就像是有了一双特别厉害的眼睛，能够准确地知道物品在哪里、是什么形状。

哇塞，是不是很神奇啊？
再想想看，我们去看 3D 电影的时候，那些栩栩如生的画面是怎么来的呢？这也有线结构光原理的功劳呀！它就像是一个幕后的小魔法师，悄悄地给我们变出了那些逼真的场景和形象。

“哎呀，原来如此啊！”你肯定会这么感叹。

有一次，我和朋友去参观一个科技展览。

在那里，我们看到了一个展示线结构光原理的装置。

朋友好奇地问我：“这到底是咋回事呀？”我兴奋地给他解释：“看，这光打出来，就像是给物体画上了一道道线，这样就能知道物体的轮廓啦！”朋友听了恍然大悟：“哇，这么厉害！”
线结构光原理啊，它不仅仅存在于那些高大上的科技领域，其实在我们生活中也有很多它的身影呢。

比如说手机的面部解锁，不也是靠它来识别我们的脸吗？这不就像是给我们的脸画了一个独特的“画像”，只有我们自己才能通过验证。

多么有趣啊！
总之，线结构光原理真的超级重要啊！它就像一个默默工作的小英雄，在背后为我们带来了无数的便利和惊喜呢！你说是不是呀？。