针对现有的测量系统中线结构光标定方法存在的局限性,设计了一种新的标定方法。该方法通过避免光条与靶标参照物上的棋盘相交,提高了特征点的提取精度,并通过增加用于拟合光平面的特征点数量来提高标定的精度。连接光条中心任意特征点与相机中心以形成一条直线;联立直线方程与靶标参照物平面方程,求解特征点在相机坐标系下的坐标,继而求解2条及以上的光条中心点在相机坐标系下的坐标;基于最小二乘法,利用所有光条中心特征点计算光平面在相机坐标系下的方程。实验结果表明,该方法的准确性和鲁棒性均优于现有的标定方法。

为了获取某种型号内燃机工件的三维形貌数据, 设计了线结构光非接触方式的移动扫描测量系统。探索出了以虚拟双目立体视觉原理为理论基础的相机光心平移轨迹所在直线的方向余弦标定的实现方法, 从而确定由系统中各局部坐标系变换到系统全局坐标系的旋转矩阵 R和平移向量 T, 进而求出系统中各个局部坐标系原点在系统全局坐标系下的坐标值, 最后得到相机光心移动轨迹所在直线的方向余弦。探索出利用相机的移动距离及方向余弦将局部坐标系数据转换至全局坐标系的计算方法, 扫描获取了某种型号柴油机缸盖的三维形貌点云数据, 在此基础上设计算法从中提取出气道口的中心坐标, 测量精度较高。采用逆向工程软件对工件进行了表面重构, 结果与实际表面特征信息吻合良好。