1 安徽建筑大学 机械与电气工程学院,安徽 合肥 230601
2 工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室,安徽 合肥 230601
3 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室,四川 自贡 643000
4 中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系,安徽 合肥 230026
为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量。实验结果表明:文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为0.062 mm,相对误差仅为0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度。
高动态范围表面物体 自适应曝光时间 多曝光融合技术 三维轮廓检测 high dynamic range surface objects adaptive exposure time multi-exposure fusion technology 3D contour detection 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230370
光子学报
2023, 52(12): 1212004
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
2 工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室, 安徽 合肥 230601
3 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室, 四川 自贡 643000
配油盘作为液压系统的核心元件之一, 其曲面尺寸是否合格直接关系到液压系统的性能。针对其表面部分轮廓特征提取困难、测量误差较大的问题, 提出一种基于附加图像边缘检测的球面分割及尺寸测量方法: 首先, 采用Sobel算子对拍摄的配油盘图像边缘进行锐化并提取球面部分轮廓形成掩膜; 然后, 借助掩膜分割出球面部分的四步相移图, 采用四步相移法求解相位主值, 并使用双频外差法展开相位; 最后, 通过系统标定, 计算得到配油盘球面部分的三维点云数据, 并进行球面拟合。试验结果表明: 采用该方法能够分割出较为清晰的球面部分点云图, 基于点云数据拟合的测量精度99.238%, 高于依据高度分割、区域生长分割、RANSAC(random sample consensus)分割和手动框选等方法的测量精度, 实现了配油盘球面尺寸的高精度测量。
轮廓分割 配油盘 球面拟合 光栅投影 尺寸测量 contour segmentation oil distribution plate sphere fitting fringe projection size measurement
光学 精密工程
2022, 30(18): 2195
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
2 工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室, 安徽 合肥 230601
3 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室, 四川 自贡 643000
液压元件的外形尺寸是否合格直接关系到液压产品的质量及性能。针对液压元件表面弱纹理对测量造成较大干扰的问题,采用向目标场景投射随机斑点的方法来增强液压元件的纹理。组建了双目立体视觉系统,运用新型圆阵列标定板对其进行标定,获取了双目相机的内外参数。针对双目相机采集的数字图像,使用归一化协方差相关算法在极限约束后进行像素匹配,得到视差值,进而得到液压元件相应位置的三维数据。实验结果表明:该系统能够得到较为清晰的点云图,对于液压元件的测量具有较高的识别率和较好的鲁棒性,可以满足弱纹理液压元件在流水线生产中的实时检测。
机器视觉 双目视觉 弱纹理 归一化协方差相关算法 三维重建 激光与光电子学进展
2020, 57(18): 181511
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
2 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室, 四川 自贡 643000
为实时准确地测量两平面之间的夹角值,根据射影变换原理,提出一种基于同心圆标志的空间平面夹角测量的方法。首先拟合出获取的图像中同心圆标志对应的曲线方程;再依据交比不变及调和比原理,先计算多个消隐点,拟合出同心圆所在平面的消隐线方程,以此确定两平面法线的消隐点;最后,结合已知的相机内部参数解算出两法线间的夹角值,对其取补即可得到两平面间的夹角值。仿真结果说明该方法真实可行。真实图像实验表明,该方法测量的绝对误差小于1°,相对误差不超过1%。该方法仅需已知相机内部参数,对同心圆标志尺寸及拍照位置无特殊要求,具有较高的灵活性,能为夹角测量提供便捷高效的技术方案。
机器视觉 射影变换 消隐线 夹角测量 激光与光电子学进展
2019, 56(15): 151504