基于自适应正弦条纹投射的立体视觉检测系统

摘要

基于自适应正弦条纹投射的立体视觉检测系统由计算机系统、五维扫描架、基于声光偏转器的正弦条纹投射装置、电气部分、视觉传感器、图像采集部分组成，通过计算机系统输出控制信号控制五维扫描架移动至被测物表面上，由基于声光偏转器的正弦条纹投射装置向被测物表面投射多幅正弦光栅，由图像传感器获取一系列不同相位的图像送至图像采集部分，再经过计算机系统进行图像处理，得到带有物体三维信息的相位图。本发明可快速改变投射条纹的间距、相位和对比度，适合于不同曲率的被测面的在线测量，自适应能力强；同时测量系统结构简单，测量精度高，抗干扰能力强，可得到大量的数据点云，对扩大三维视觉目标识别系统的适用范围，提高系统识别准确度具有现实意义。

主权项

1、基于自适应正弦条纹投射的立体视觉检测系统，其特征在于包括下列部件：基于声光偏转器的自适应正弦条纹投射装置，用于向被测物表面投射多幅频率可调、相位可调和亮度可调的正弦条纹，投射装置与计算机系统相接，通过计算机系统控制所投射正弦条纹的相位、频率和亮度；基于视觉原理的双目传感器，位于基于声光偏转器的自适应正弦条纹投射装置的两端，双目传感器与被测物体表面形成三角测量的关系，系统光轴与被测物体表面法线的夹角小于15度，获取被测物体表面的调制相位图像，经由图像采集卡送入计算机；五维扫描架，其上安装有双目传感器和基于声光偏转器的自适应正弦条纹投射装置，用于带动基于视觉原理的双目传感器到达不同空间位置和以不同的姿态对被测物体表面进行拍摄测量，同时为五维扫描架的电机提供驱动电源；电气部分，其输入端与计算机系统输出端相接，输出接至五维扫描架，用于将计算机系统输出的控制命令转换为驱动控制信号，以驱动五维扫描架沿XYZ三个方向运动和沿水平面和垂直面转动；图像采集部分，将基于视觉原理的双目传感器拍摄的被测表面的相位图像信号经由图像采集卡滤波放大、A/D转换处理后送入计算机系统；计算机系统，作为整个检测系统的控制中心，用于输出控制命令到电气部分从而控制五维扫描架移动、输出控制命令控制基于声光偏转器的自适应正弦条纹投射装置所投射的正弦条纹的相位、频率和亮度，控制采集该双目传感器的相位图像数据，对所采集的相位图像数据进行图像处理得到带有物体三维信息的相位图，所述的图像处理包括图像预处理、解相、全场相展开、相位立体匹配和三维形貌计算处理过程，其中的解相采用粗细条纹结合的相位解算方法，根据灰度值的变化自动识别背景。