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光电测量
基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法
雷经发
1,2
谢浩然
1,2
李永玲
1,3,*
吴东
4
[ ... ]
赵汝海
1,2
作者单位
摘要
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
PDF全文
Full Text
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230370
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