圓結構光視覺檢測系統(tǒng)標定方法的研究.pdf

1、管道運輸以其安全、經濟、高效的特點日益成為輸送石油和氣體等能源的主要手段，由于油氣管道所輸送的對象大部分都具有易燃、易爆、高腐蝕性等特點，因此管道的定期檢測和維護對于保障安全生產具有重要的意義。
　　 基于光學三角法的結構光視覺檢測技術以其非接觸、精度高、速度快、自動化程度高、魯棒性高等特點被廣泛用于三維形貌測量。通過將圓結構光視覺檢測系統(tǒng)的探頭深入到管道內部，可以實現管道內壁精確的三維測量。圓結構光視覺檢測系統(tǒng)的精確標定對于提

2、高圓結構光視覺檢測系統(tǒng)的測量精度具有重要意義，因此圓結構光視覺檢測系統(tǒng)的標定方法已成為結構光視覺檢測技術的研究重點。
　　 本論文主要圍繞國家自然科學基金項目—管道內表面三維形貌視覺檢測理論與技術研究，針對基于圓結構光的管道內表面視覺檢測系統(tǒng)所涉及的結構光標定技術及其存在的問題，從理論、方法和實驗上進行了較深入的研究，并進行了實驗驗證。
　　 本論文在研究圓結構光視覺檢測原理以及攝像機和圓結構光數學模型的基礎上，設計了圓

3、結構光視覺檢測系統(tǒng)標定方案，同時研究了圓結構光條中心以及靶標角點的亞像素特征提取方法。在研究結構光標定方法的基礎上，設計了適合圓結構光標定的平面靶標，提出了基于交比不變原理和平面靶標，以攝像機坐標系為基準，基于不同平面間的坐標轉換，構建空間圓結構光標定點的方法。最后搭建了圓結構光標定系統(tǒng)，基于VC++6.0以及Matlab程序語言，實現了圓結構光視覺檢測系統(tǒng)的標定，并進行了誤差分析。
　　 實驗結果表明，本文所提出的圓結構光標定