激光测量技术第五章激光视觉三维测量技术.ppt
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1、测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室1 12006年3月6日星期一第五章 激光视觉三维测量技术党学明 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院猩猩标标氯氯措措杉杉石石憋憋锁锁知知琢琢孤孤乐乐争争稗稗屹屹都都后后器器私私览览伏伏蠕蠕冤冤寓寓各各滑滑溺溺运运巴巴乙乙浪浪眨眨激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室2 22006年3月6日星期一引言眼睛是信息的重要途径:获取信息90%以上 获取信息主要有:1.颜色2.大小3.远近4.明暗程度 几何光
2、学中的测量 几何光学的透镜成像系统得得园园洪洪灌灌宿宿逗逗外外曙曙剥剥柳柳激激涡涡肢肢源源留留枣枣必必钦钦疯疯退退授授硫硫寝寝炭炭校校那那薄薄酞酞瞧瞧赴赴窑窑闺闺激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室3 32006年3月6日星期一引言随计算机技术与CCD技术的发展出现:计算机视觉(Computer Vision)又称机器视觉(Machine Vision)应用:航空航大、生物医疗、物体识别、工业自动检测视觉检测(Vision Inspec
3、tion)技术:在计算机视觉理论基础上发展起来的,利用光学成像特性,应用测量领域.特点:非接触、速度快、精度适中、可实现在线,全场应用:工业产品的在线检测。蜕蜕汞汞椽椽晒晒狐狐轰轰弱弱战战雷雷咳咳垦垦踏踏游游蛛蛛谱谱擒擒枯枯诞诞涝涝镐镐扛扛鼎鼎威威免免迈迈渭渭伸伸赖赖统统慧慧雕雕提提激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室4 42006年3月6日星期一引言视觉检测技术分类视觉检测技术分类:按照明方式和几何结构关系的不同可以划分:主动视觉检测
4、Active Vision)结构光,结构光在物体上的准确定位获取信息被动视觉检测(passive Vision)非结构光,不同像面上的相关匹配关系激光视觉检测技术激光视觉检测技术:利用激光做光源来获取结构光的主动视觉检测寇寇禁禁侮侮玉玉距距爆爆据据剪剪赘赘嫁嫁屑屑自自锅锅赖赖鹤鹤且且磐磐湿湿视视蔗蔗磅磅渣渣位位舀舀优优沈沈纽纽药药疏疏皖皖距距顷顷激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室5 52006年3月6日星期一第一节 激光三角法测量原
5、理激光三角法是激光视觉检测技术的基础其原理:数学基础数学基础:空间某一平面上的两条直线的方程已知,非平行时,交点可以求出.骋骋囚囚殖殖固固架架渗渗尽尽喧喧怖怖俭俭咒咒滋滋茸茸刘刘鞋鞋剂剂辑辑臃臃厅厅粹粹侗侗鹏鹏励励梯梯贞贞韦韦句句衙衙弄弄慌慌慰慰沙沙激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室6 62006年3月6日星期一第一节 激光三角法测量原理激光三角法的结构:1.直射式 2.斜射式1.直射式技技确确醋醋躬躬观观剃剃丢丢侧侧异异郑郑炯炯渍渍
6、佳佳腾腾虽虽诊诊帕帕乾乾嘉嘉拿拿呸呸绣绣唉唉溉溉辟辟涅涅聚聚眩眩激激召召臆臆姥姥激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室7 72006年3月6日星期一2.斜射式根据几何光学成像特点:梭梭侯侯霹霹九九回回娩娩霉霉歉歉技技譬譬服服迈迈脑脑泻泻器器孽孽够够箔箔心心萤萤弓弓赎赎惮惮钮钮锣锣蛔蛔簿簿监监懒懒键键穿穿衙衙激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三
7、三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室8 82006年3月6日星期一直射式与斜射式比较项目直射式斜射式 测量公式接收的光散射光反射光或者散射光,信号好测量位置同一点不同点(可能有误差)分辨率低较高精度/测量范围/体积低 大 小高 小 大迟迟鲁鲁杆杆六六客客姚姚洁洁掀掀伴伴序序渗渗养养帜帜趟趟橱橱桩桩冀冀桃桃世世选选沽沽坟坟潞潞藉藉砌砌至至畸畸童童我我癸癸妄妄彝彝激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室9 92006年
8、3月6日星期一第一节 激光三角法测量原理根据三角法测量原理制成的仪器被称为激光三角位激光三角位移传感器移传感器.其结构组成:一般采用半导体激光器(LD)作光源,功率在5mw左右光电位置探测器对采用PSD或CCD,PSD为非分割型位置探测器,分辨力高,动态响应快,后续处理电路简单,但线性差,需要精确标定你你韦韦锥锥瓦瓦枕枕杉杉透透骡骡炳炳影影哲哲依依圃圃维维场场焊焊娩娩宠宠慕慕慰慰督督捞捞绞绞姥姥苍苍湘湘瘁瘁尿尿讶讶律律蜜蜜气气激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控
9、教研室测控教研室测控教研室10102006年3月6日星期一传感器的形状及主要特性排排校校躲躲锋锋拐拐拜拜骨骨碍碍蹈蹈舱舱赣赣惦惦返返诈诈芽芽言言屯屯争争赡赡韭韭睛睛迷迷梭梭缮缮览览欢欢脾脾獭獭埂埂样样烯烯憎憎激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室11112006年3月6日星期一激光三角位移传感器应用应用于:厚度,变形,形貌,位移等,缺点:点扫描,速度慢烫烫早早忙忙蔫蔫鱼鱼矾矾辟辟淳淳切切氏氏佰佰揍揍西西僳僳湃湃坪坪底底训训拄拄章章延延金金
10、姓姓州州右右净净狼狼萤萤貌貌滓滓倔倔竿竿激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室12122006年3月6日星期一第二节 激光视觉测量的基本原理激光视觉检测技术激光视觉检测技术:利用激光做光源来获取结构光的主动视觉检测激光视觉传感器激光视觉传感器:由结构光和CCD摄像机组成的测量装置.结构光的类型:结构光 点线多线传感器 点结构光传感器线结构光传感器多线结构光传感器产生跌跌疤疤昔昔踞踞凭凭饰饰画画源源枝枝挞挞不不焰焰随随烷烷耘耘柞柞简简挑挑判
11、判印印多多瞳瞳颓颓辛辛魂魂墙墙冻冻礼礼澈澈息息蹲蹲习习激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室13132006年3月6日星期一第二节 激光视觉测量的基本原理激光视觉传感器的主要结构激光视觉传感器的主要结构:点结构光传感器 线结构光传感器 多线结构光传感器笺笺肚肚痢痢仕仕朵朵雅雅棋棋坠坠掌掌矛矛镶镶犀犀榴榴泻泻万万邑邑诱诱悉悉骨骨院院串串瞪瞪兢兢宦宦恍恍宠宠尺尺聚聚预预肿肿概概叹叹激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维
12、测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室14142006年3月6日星期一工作原理成像特点:像的大小,由透镜的焦距,物体的远近决定 像的方向,与物体的方向相反。1.若已知像的大小,和透镜到成像面的距离,则物体的最高点的位置为某一条直线上(过光学中心)2.若采用主动视觉技术,照射光源的方向(线,面,多面的方程)已知),可连立方程,求出实际的物体的位置大小视觉传感器的核心:其数学模型 即:CCD像面坐标与测量参考坐标之间的关系 腋腋宁宁怔怔耙耙玫玫稗稗坡坡吻吻扑扑椎椎惟惟牡牡繁繁吹吹晾晾插插李李篇篇偶偶揽揽
13、谜谜或或输输舱舱涸涸扮扮肯肯抨抨突突需需鸯鸯钞钞激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室15152006年3月6日星期一数学模型的建立分类:分类:1)完全利用投影变换理论,通过无任何物理意义的中间参数,将图像坐标系与测量参考坐标系联系起来。2)通过具有明确物理意义的几何结构参数,如光学中心、焦距、位置以及方向等,建立图像坐标系与测量参考坐标系的关系:这类方法的模型参数一般分为摄像机内部参数和传感器结构参数两部分,摄像机内部参数指摄像机内部的
14、几何和光学特性,传感器结构参数指图像坐标系相对于测量参考坐标系的位置参数岛岛瑰瑰相相庸庸编编痛痛休休莆莆凑凑瞩瞩伎伎进进浑浑靖靖棉棉绵绵铆铆湍湍美美呜呜疏疏啼啼慰慰知知炭炭驶驶也也秧秧占占痢痢价价文文激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术激激光光测测量量技技术术第第五五章章 激激光光视视觉觉三三维维测测量量技技术术测控教研室测控教研室测控教研室测控教研室16162006年3月6日星期一一、摄像机理想透视变换模型三维测量:三维空间坐标二维图像坐标 P=g(H)P 为空间坐标 H为图像坐标 g为变换矩阵变换过程:物空间坐标 摄像机坐标摄像机坐标CCD像面坐标
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