基于点结构光的两轴转台测量系统标定方法

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简介：
本研究提出了一种基于点结构光技术的两轴转台测量系统标定新方法，旨在提高复杂运动状态下系统的精度与可靠性。该方法通过优化数据处理流程和引入先进的误差补偿算法，实现了高精度的姿态参数校准。针对传统点结构光测量系统在远距离、高精度测量中的局限性，本段落提出了一种基于单目视觉的两轴转台标定新方法。该方法通过使用激光测距仪围绕旋转轴转动，并利用标定墙和拦截面来捕捉形成于墙面或特定平面上的激光光斑。借助单目视觉技术定位这些光斑的空间坐标后，可以计算得出虚拟出光点的位置，并进一步确定转台旋转轴的方向矢量及其定点坐标。相较于传统方法，这种新型标定方式减少了空间误差对精度的影响，显著提升了测量系统的准确性。基于精确标定的两个转动轴，结合激光指向和测距数据能够实时获取目标物体的三维坐标信息。实验表明，在采用本研究提出的方案后，系统在进行坐标测量时的最大偏差可以控制在0.5毫米以内，并且该方法具备较高的实用性和广泛的应用前景，适用于多种转台测量系统的标定需求。

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基于点结构光的两轴转台测量系统标定方法

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本研究提出了一种基于点结构光技术的两轴转台测量系统标定新方法，旨在提高复杂运动状态下系统的精度与可靠性。该方法通过优化数据处理流程和引入先进的误差补偿算法，实现了高精度的姿态参数校准。针对传统点结构光测量系统在远距离、高精度测量中的局限性，本段落提出了一种基于单目视觉的两轴转台标定新方法。该方法通过使用激光测距仪围绕旋转轴转动，并利用标定墙和拦截面来捕捉形成于墙面或特定平面上的激光光斑。借助单目视觉技术定位这些光斑的空间坐标后，可以计算得出虚拟出光点的位置，并进一步确定转台旋转轴的方向矢量及其定点坐标。相较于传统方法，这种新型标定方式减少了空间误差对精度的影响，显著提升了测量系统的准确性。基于精确标定的两个转动轴，结合激光指向和测距数据能够实时获取目标物体的三维坐标信息。实验表明，在采用本研究提出的方案后，系统在进行坐标测量时的最大偏差可以控制在0.5毫米以内，并且该方法具备较高的实用性和广泛的应用前景，适用于多种转台测量系统的标定需求。

基于线结构光的三维测量系统中转轴的快速标定方法

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本研究提出了一种针对基于线结构光的三维测量系统的高效标定技术，专注于简化和加速转轴的校准过程，以提高整体系统的精度与效率。 ### 标题：基于线结构光的三维测量系统转轴快速标定方法 #### 知识点一：线结构光三维测量系统的概述 - 利用激光器发出的激光在物体表面形成的光条，可以获取其表面的三维信息。 - 由于速度快、易于自动化和非接触的特点，该技术被广泛应用于工业检测、考古学、生物医学及逆向工程等领域。 - 线结构光三维测量系统主要包括线结构光激光器、工业相机、电动旋转台、图像采集卡以及计算机。 #### 知识点二：转轴标定的重要性 - 转轴标定是基于线结构光的三维测量系统中的关键步骤，用于确定旋转平台的中心位置和方向。 - 标准化的转轴定位直接影响到系统的数据准确性，并最终影响整个测量结果的质量。 #### 知识点三：现有的旋转台转轴标定方法 - 目前存在的标定技术包括使用标准圆柱体、标准球以及棋盘格作为参照物的方法。 - 这些方案中，有的忽略了旋转平台可能的倾斜问题，而有些则受限于双目相机视野角度或缺乏有效的求解策略。 #### 知识点四：新方法提出的背景 - 由于传统标定技术存在局限性，因此提出了一种基于圆锥体参照物的新快速标定方案。 - 利用圆锥体的几何特性简化了整个过程，并且提高了精度和效率。 #### 知识点五：使用圆锥体进行转轴标定的过程 - 将圆锥形参考物体固定在旋转平台上，然后围绕其周长扫描并拍摄图像。 - 在不同角度位置采集的数据经过预处理后，采用Sobel算子与Zernike矩结合的方式提取出亚像素级边缘信息。 - 通过Levenberg-Marquardt迭代算法计算空间中两条边缘直线之间的最近距离点，即圆锥体的顶点，并据此拟合得到其所在的空间平面及中心。 #### 知识点六：标定精度与实验分析 - 实验结果证明了该快速方法的有效性和准确性。 - 使用特定型号的工业相机和电动旋转台进行了测试以验证新方案的效果。 - 通过所获得的数据，可以计算出转轴的方向向量、角度以及旋转矩阵等参数。 #### 知识点七：标定原理与计算 - 考虑到装置安装误差的影响，实际测量中旋转平台的转轴方向可能会偏离世界坐标系的角度。 - 根据空间直线方程和顶点信息，并结合最小二乘法拟合圆心位置来确定旋转轴的具体参数。 #### 知识点八：电动旋转台的操作与控制 - 作为三维扫描的重要组成部分，通过精确的旋转角度控制可以实现对物体表面进行全面覆盖。 - 实际操作中通常会在每个特定的角度进行一次图像采集以确保数据完整性。 #### 知识点九：图像处理技术的应用 - 图像预处理包括边缘检测和噪声去除等步骤。 - Sobel算子与Zernike矩用于提取关键特征，提高后续标定计算的准确性。 #### 知识点十：新方法的优势及其应用前景 - 新提出的快速转轴标定方案具有操作简单、算法易于实现的特点。 - 该方法对加工精度和成本有较好的控制能力，在工业领域有着广泛的应用潜力。

线结构光视觉测量系统中运动轴线的简便标定方法

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本文提出了一种针对线结构光视觉测量系统的简便标定方法，专注于准确确定运动轴线的位置，以提高测量精度和效率。为了简化测量系统中平移轴与旋转轴的标定过程，提出了一种基于一维平面标靶的简易标定方法。该方法将一维标靶放置在数控平台上，并控制平台分别执行平移和旋转运动，提取每个位置下图像中的圆心坐标信息。通过利用消隐点原理及三点透视模型(P3P)的方法来实现系统轴线的空间定位与校准。实验结果表明，此标定方法具有较高的精度，平均绝对测量误差为0.0411毫米（mm），均方根(RMS)误差为0.0625毫米。该方法仅需已知的等距共线三点即可完成平移轴和旋转轴的高精度校准工作，从而降低了标定的成本，并且计算过程简单、操作灵活方便，非常适合现场使用。

线结构光三维测量系统中旋转轴的校准方法

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本研究提出了一种针对线结构光三维测量系统的旋转轴校准技术，旨在提高系统精度和稳定性。通过优化算法实现对细微误差的有效矫正，为相关领域提供精确解决方案。为了简化旋转轴心线的定位问题,提出了一种基于平面参照物的现场标定方法。将一个绘制有棋盘格图案的靶标倾斜放置在旋转平台上，并控制平台进行任意角度的旋转，然后拍摄每个位置上的靶标图片。通过对这些图像处理来获取靶标上特征点的空间坐标信息，再对这些特征点进行圆拟合以得到一系列圆心点，最后通过直线拟合确定出这些圆心点的位置关系并建立旋转轴的直线方程，从而完成旋转轴的定位工作。实验结果证明了该方法的有效性，并且实测物体位置误差均值为0.04毫米。

关于线结构光标定方法的综述

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本文综述了线结构光标定技术的发展历程、现状及未来趋势，涵盖了多种标定算法和应用场景，为相关研究提供参考。标定方法是线结构光三维测量系统研究中的一个关键要素。本段落重点讨论了线结构光传感器的三种主要标定问题：标定靶物的选择、光平面的标定方法以及精度评定方式的比较。首先，我们总结了几种常用的标定靶物体类型及其各自的特点，为选择合适的标定对象提供了参考依据；其次，根据标定时靶物与传感器之间相对运动关系的不同，本段落将现有的主要光平面标定技术划分为三类：即在标定过程中两者位置固定不变的方法、存在可控移动的条件下进行标定的方法以及允许自由移动的情形下完成的标定方法。然后，文章系统地总结了当前用于评估线结构光传感器精度的各种评定方式，并分析了这些不同评价手段背后的原理及其各自的特点。最后，在综述现有技术的基础上，本段落指出未来的发展趋势将倾向于自扫描测量系统的研发及水下的标定工作。

结构光测量中投影仪的标定算法研究

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本论文探讨了在结构光三维测量技术中的关键问题之一——如何精确标定投影仪。文中提出了一种创新的标定方法，以提高测量精度和效率，为相关领域的应用提供理论支持和技术参考。本段落详细介绍了投影机模型，并提出了一种简单且高精度的投影仪参数标定算法。该算法将投影仪视为一个逆向相机，使用带有圆形标志点的平面标定板进行标定。在标定过程中，采用两组不同方向的光栅图像来建立投影仪图像与相机图像之间的对应关系，从而获取用于投影仪标定所需的图像数据，并将其转化为成熟的相机标定问题。接着利用现有的相机标定算法对投影仪进行高精度标定。实验结果表明，所提出的投影仪标定方法操作简便且能达到0.312像素的精确度。

基于频闪结构光的旋转叶片三维面形测量方法

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本研究提出了一种利用频闪结构光技术进行高速旋转叶片三维表面形态精确测量的方法，适用于复杂动态环境下的精密检测。在研究快速或高速运动物体时，需要对这些物体各个时刻的三维面形及变形量进行数字化描述。本段落提出了一种使用频闪光作为结构照明光源，并基于傅里叶变换轮廓术来动态测量旋转叶片每个瞬间的三维面形和变形量的方法。通过设计同步控制单元检测风扇叶片的位置，并利用该信号驱动频闪结构光源发光以及图像采集系统，以“冻结”记录下旋转叶片表面变形条纹的瞬时图像。然后运用傅里叶变换轮廓术计算出每一时刻旋转叶片的三维面形数据。通过对这些数字化结果进行分析，可以进一步得到旋转叶片的变形量。实验中通过测试家用电风扇验证了该方法的有效性和可行性，并且此技术有望在高速运动物体的表面形状和变形研究领域获得广泛应用。

改进型三维视觉测量中的结构光平面标定方法

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本研究提出了一种改进的三维视觉测量技术中结构光平面的标定方法，旨在提升测量精度与效率，适用于多种复杂场景。结构光平面标定是三维视觉测量中的关键步骤之一。传统的标定方法通常需要昂贵的设备，并且效率较低、操作复杂。本段落提出了一种新的在三维视觉系统中用于标定结构光平面的方法，该方法仅需一个简单的二维平面靶标，在保证靶标与结构光线相交的前提下，允许靶标自由移动至摄像机可视范围内的多个位置。对于每个不同位置的靶标平面，建立对应的世界坐标系，并计算这些世界坐标系分别与摄像机坐标系和图像坐标系之间的转换关系。通过特定算法处理后，可以将各个位置得到的结构光平面与靶标平面交线方程统一到摄像机坐标系下。利用最小二乘法拟合多条交线即可确定出在摄像机坐标系中的结构光线方程式。实验结果显示该方法具有高效性、操作简单且通用性强的优点。

Calibration.rar_Matlab结构光_三维与图像测量_标定

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本资源包提供使用Matlab进行结构光三维及图像测量所需的标定工具和代码，适用于科研与工程应用中的精度校准。用编码结构光实现物体的三维测量需要前期进行图像处理和摄像机标定。

基于光学鼠标传感器的旋转测量方法

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本文提出了一种创新性的技术方案，利用光学鼠标传感器实现对物体旋转角度的精准测量。该方法具有成本低、精度高、易于集成等优点，在机器人定位导航及电子设备姿态检测中展现出广阔的应用前景。本设计实例利用光学电脑鼠标中的传感器来测量圆盘的旋转情况。该圆盘可以通过机械方式连接到任何一种旋转装置上。通过调整传感器在圆盘半径上的位置，可以改变每次旋转产生的脉冲数量。采用的是CMOS光学传感器，这种鼠标的芯片能够提供非机械式的跟踪引擎，在内部完成图像采集、数字化以及数字处理等工作。以OM02为例，该传感器通过捕捉表面的图像帧来测量位置，并利用数学运算确定运动的方向和距离。它被设计用于与高亮度LED一起使用，并安装在聚苯乙烯光学封装中。这款传感器具有完整的且紧凑的跟踪引擎结构，没有活动部件也不需要精密对准。OM02能够为X和Y方向上的运动产生正交输出信号，其分辨率约为每英寸400dpi（即约0.0025英寸），并且支持高达每秒16英寸的移动速度。