作者单位
摘要
1 南京航空航天大学 机电学院,南京 210016
2 中航西安飞机工业集团股份有限公司,西安 710089
针对现有三维激光投影系统标定中存在的操作复杂、效率低下的问题,提出一种基于单应性矩阵的三维激光投影标定方法。首先引入单目视觉作为辅助手段,建立三维激光投影系统的模型;其次在单目视觉的辅助下,利用图像二维单应性解算被投影目标的位姿以及标定振镜与相机之间的转换关系;最后从重投影误差、不同距离下标定的稳定性和标定中的误差分布三个角度分析所提方法的性能,验证基于单应型矩阵的三维激光投影标定方法的可靠性。通过自主搭建基于视觉辅助的三维激光投影系统,以标准件为被投影部件进行试验,证明了所提方法可以解决上述问题。实验结果表明,被投影部件与振镜的距离在3 m范围内时,标定时间小于5 min,投影精度可达0.3 mm。
机器视觉 单应性矩阵 位姿估计 特征提取 三维激光投影 Machine vision Homography matrix Pose estimation Feature extraction Three-dimensional laser projection 
光子学报
2022, 51(11): 1112001
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
2 中航西安飞机工业集团股份有限公司, 陕西 西安710089
多视角结构光测量是利用结构光测量系统从多个角度测量实现被测对象完整表达的过程,所以多个视角下测量数据的拼接影响了被测对象的完整性。提出一种利用深度学习估计位姿并直接进行多视角数据拼接的方法。结构光测量模型为四步相移配合多频外差法,实现单次高精度三维重建。使用只看一次(YOLO)网络识别被测对象的3D包围盒角点,采用n点透视(PnP)算法进行目标位姿估计。由于测量系统和位姿估计的坐标系均统一到单目相机下,多个视角的数据直接利用估计的位姿进行拼接。建立相邻点云的特征描述子,利用迭代最近点(ICP)算法实现高精度拼接。结果表明,提出的测量方法能够有效实现多视角结构光数据的拼接;位姿估计的平移精度优于3 mm,旋转精度优于1°,拼接点云的平均偏差为0.02 mm;这与利用标志点拼接的结果具有可比较的精度水平。拼接方法适用于单次可完整估计位姿的多视角结构光测量,提升了多视角拼接效率。
结构光测量 多视角 位姿估计 深度学习 数据拼接 
光学学报
2021, 41(17): 1712001

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