结构光光条中心提取方法研究

【摘要】： 结构光三维检测技术是测量物体表面轮廓最普遍的方法之一,由于该方法具有大量程、非接触、速度快、测量精度适中、光条图像信息易于提取等优点,在工业检测中得到了广泛应用。在结构光三维检测技术中,为获取物体表面轮廓数据,第一步就是结构光光条中心提取,故结构光光条中心提取的精度与速度会直接影响整个结构光三维检测系统的性能。而在工业检测中,精度是评定检测系统性能优良的重要指标之一,速度高可以实现在线检测,提高生产效率。所以研究高精度、快速的结构光光条中心提取方法有着重要意义,它可为整个结构光三维检测系统的高精度在线检测提供保证。 本文以实际工程项目“多功能公路路面检测技术及装备研究”为背景,目的是针对目前结构光光条中心提取方法不能兼顾高精度和高速度的问题,研究一种高精度、快速的结构光光条中心提取方法。 为实现上述目的,本文对结构光光条图像的特点及预处理方法进行了研究,并且在对常用的结构光光条中心提取方法进行优缺点分析的基础上,重点研究了脊线跟踪法、Hessian矩阵法及其在条纹状图像中心提取中的应用。在以上研究的基础上,本文首次将脊线跟踪应用于结构光光条图像处理领域,并结合Hessian矩阵,提出了一种基于脊线跟踪与Hessian矩阵的结构光光条中心提取方法,新方法兼有脊线跟踪法处理图像点点数少和Hessian矩阵法处理精度高的优点。在上述新方法的基础上,本文通过对十字线结构光交叉区域进行纵、横光条分离处理,实现了十字线结构光光条中心提取,且效果良好。经实验验证,应用本文方法进行结构光光条中心提取,精度高,速度快,且鲁棒性好。本文工作适用于高精度结构光在线检测系统。