[发明专利]一种基于十字结构光视觉系统的平面二维尺寸测量方法

摘要

本发明公开了一种基于十字结构光视觉系统的平面二维尺寸测量方法，通过十字结构光的辅助以及图像处理技术，获取到工件表面平面的外参数，不仅简化了测量过程，同时实现了快速测量工件的功能；与基于远心镜头和运动平台的测量系统只能测量小工件相比，拥有设备便宜和可测量大尺寸工件的优点，并且根据需求可将该系统安装在机器人末端，辅助以手眼标定和其他功能，也可进行机器人视觉引导等功能，应用单目视觉可以实现高精度的平面测量，具有高精度、实现简单的优点；在机器人视觉引导上，与传统双目相比，由于相机标定的减少，减少了系统误差，在一定程度上提高精度，并且在效率上有较大的提高。

主权项

一种基于十字结构光视觉系统的平面二维尺寸测量方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，首先，固定十字结构光视觉系统，将标定板(4)放置于十字结构光视觉系统的视场内，拍摄一组具有不同姿态的标定图片，然后计算出十字结构光视觉系统的工业相机(2)的内参数；步骤二，在步骤一的基础上，在十字结构光视觉系统视场内，将标定板(4)放置于与两条激光线有合理的相交位置；然后，连续拍摄一组图片，所述图片需满足两条激光线与标定板(4)有合理的相交位置，并且存在相异的姿态，采集所拍摄的图片，称为激光图集，激光图集的图片数量为sum，sum≥10；步骤三，对步骤二采集到的图片进行激光中心提取及直线拟合处理；步骤四，通过求取激光线段的空间方程和激光平面(5)拟合求取激光平面(5)参数，并得到激光平面(5)的空间方程，如式(6)所示A*x+B*y+C*z+D＝0             (6)其中，(x，y，z)为空间坐标，(A，B，C)为激光平面(5)的法向量，D为激光平面(5)的参数；所述空间方程均是相对于十字结构光视觉系统的工业相机(2)的坐标系下的方程；步骤五，先按步骤三提取出两条激光线段的图像坐标方程，求解可得激光空间坐标关于图像坐标的转换关系，将两条激光线段空间方程的方向向量叉乘得到工件表面的空间方程法向量，再将任意一点带入激光平面(5)的空间方程得工件表面的空间方程；其次，求出工件的图像坐标，将图像坐标带入所得到的工件表面的空间方程中并联立空间约束方程，求得工件的实际几何尺寸。