网格结构光视觉位姿测量系统设计

摘要：

针对位姿测量系统会增加被测物重量的问题,设计了网格结构光的视觉位姿测量系统.提出了一种基于二维平面靶标的网格结构光标定算法,利用靶标和结构光的共面性,同时标定网格结构光和相机,实现被测物表面三维点云的获取.为了验证网格结构光点云测量精度,进行了结构光标定实验以及点云精度验证实验,结果表明点云精度在0.04 mm以上.研究了点云配准的位姿测量算法.采用采样一致性初始配准(SAC-IA)算法对测量点云与参考点云进行粗配准,为后续点云精配准提供较好的初始位置.采用改进的迭代闭合点(ICP)算法进行点云精配准,引入随机采样一致(RANSAC)算法和法向量阈值过滤匹配点,以点到面的距离为误差函数,实现位姿测量.进行了点云配准算法对比实验和位姿测量实验,实验结果证明:被测物发生旋转运动时,该系统的最大误差不超过0.25°;平移运动时,最大误差不超过 0.35 mm.

关键词：仪器、测量与计量、单目视觉、网格结构光、三维测量、位姿测量、点云配准

所属期刊栏目：60

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：中航工业洛阳电光设备研究所光电控制技术重点实验室;航空科学基金联合资助项目

在线出版日期：2023-05-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：117-124