ABOUT RELY-MEASURE
您的当前位置:主页 > 使用说明 >

双目三维光学测量硬件系统结构设计

发布时间:2020-12-28 18:02 作者:扑克之星

  光学三维测量是一项集机械,电气,光学,信息工程技术于一体的前沿技术。该技术应用光学成像原理,对现实世界的物体进行扫描,通过复杂的数据分析、数字图像处理得到目标物体的三维形态数据。该技术几乎不受目标物体的形状限制,经过处理的虚拟数据具有广泛的应用价值。本次设计课题为双目三维光学测量硬件系统设计。本文以格雷码结构光三维测量为编码原理,用SolidWorks建立三维模型,MeshLab处理点云数据图像。硬件方面,除了PC,核心器件为美国德州仪器公司研发的DLP4500系列投影仪,以其先进的DMD(数字微镜器件)技术进行光栅的投射。相位移基本算法:通过采集10张光栅条纹图像相位初值,来获取被测物体的表面三维数据。

  三维扫描系统主体是德州仪器研发的DLP4500投影仪,投影仪包括连接PC,电源接口也是连接到计算机,最后一个接口通过触发线连接到相机的相应触发引脚,相机也有一个USB接口连接到计算机来传递图像。

  本系统由一个相机和一个DLP投影仪组成采用投影光栅法进行三维测量。DLP投影仪向被测物体投射一组光栅光,光栅图像强呈正旋分布,用相机拍摄被测物体上形成的变形光栅图像,然后利用拍摄得到的光栅图像,根据相位计算方法利用拍摄到的光栅图像处理得到光栅图像的绝对相位值,然后进行标定,最后根据标定好的系统参数根据绝对相位值分析计算出被测物体表面三维点云数据。相位移基本算法:通过采集10张光栅条纹图像相位初值[6],来获取被测物体的表面三维数据。这种方法算法比较复杂,操作也复杂,精度比激光扫描稍微低些。如果光栅条纹图像光强是标准正线分布,那么分布函数为:

  DLP投影仪的核心是DMD,即数以万计的数字微镜器件,高亮光源通过投射光栅到微镜器件,然后反射通过投影镜头投射到被测物体。在光学三维测量时,通常使用二进制编码和格雷码(循环码编码),而格雷码编码多被用在投影光栅来测量空间物体,光栅编码的方式还有许多,DLP采用格雷码编码。

  20世纪,法国工程师发明了格雷码编码,后用于电报的A/D转换被申请专利而得名。一组编码中,若任意两个相邻的代码只有一位二进制数不同就成为格雷码。格雷码具有可靠性,因为相邻位转化值变动一位,所以能达到错误最小化。光栅图像的解码原理是首先将格雷码编码光栅,相机拍下光栅投射到被测物体后的位移变形,对光栅图像进行二值化处理,通过解码得到物体表面矩阵及参考面格雷码矩阵,将编码条纹于原光栅编码相减,差值乘以系统结构常数可得到条纹的平移距离,再根据相似三角形原理即可计算出物体实际高度[8]。

  相对应以上原理图,德州仪器提供了数字光处理3D扫描仪和映美精公司生产的工业相机,相机上安装了镜头,本课题硬件连接参照该方式进一步优化调整。

  三维机器视觉参考设计应用程序允许用户快速创建一个3 d扫描仪;完整的标定、安装和采集。应用程序生成标定需要校准3 d扫描,以及LightCrafter 4500评估模块自带的标定和结构光模式。准备标定板和LightCrafter 4500评估模块以后,用户可以调整相机和投影仪。标定程序完成后,应用程序准备进行三维扫描。连接时确保摄像机和投影仪有足够的距离。相机和投影仪到被扫描对象所成角度应该由20到45度。

  打开3D_Scanner_LCr4500_PGcam.exe应用程序,输入指令来进行操作。输入指令“1”: “Generatecamera calibration board and enter feature measurements”,打印提示位置找到的相机标定板,使打印好的标定板平面白色表面比投影面积大,在获得标定的相机标定板表面后,在命令行输入“1”继续。相机标定板现在必须测量它的尺寸并进入命令行。首先测量相机标定板的总高度,值输入到命令行。重复相同的过程校准板的宽度。注意:用于标定板的测量单位将定义生成的点云的单位。

  进入菜单选项“4”启动相机标定。按照提示和在整个过程中屏幕上的警告。注:相机标定数据已经存在。如果怀疑校准数据,或使用不同的相机,输入“1”重新标定相机。输入“0”保存相机标定数据。

  相机视图窗口将会出现在电脑主屏幕。保证相机标定板完全在拍照框架内,缩小光圈到尽可能低,同时仍然能够辨别校准板上灰色和白色的方块并最小化所有可见光源,确保焦点的投影面积,锁定光圈和焦距。注意:如果这一步之后相机的光圈大小或焦距是改变了,摄像机标定程序必须再次执行。

  单击住相机视图窗口在主机PC和验证标定板在获取焦点。从现场相机机视图窗口,放置标定板在不同的角度,不同的相机的视图和按下空格键来捕获图像。总共需要十个校正图像。试一试许多地区的相机,和标定板的角度,找到最好的校准结果。在标定中移动相机在某一点是可以的。

  校准过程估计镜头焦距,焦点,透镜畸变,翻转和旋转的摄像机相对于校准。校准过程将生成一个二次投影错误。二次投影错误是理想的,但是一个错误低于2应该是足够的典型应用。如果二次投影错误不是满意的,相机校准程序必须重新执行。

  文章出处:【微信号:vision263com,微信公众号:新机器视觉】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

  从立地到顶天,发展到上市企业后,下一步该如何发展? 为精准把握机器人领域技术创新动态和产业发....

  “2020国际虚拟运营大会暨中国增值电信业务高峰论坛”日前在北京举行。会议期间,用友通信总经理傅强在....

  利用ToF原理创造了FlightSenseTM技术,推出了飞行时间(ToF)传感器

  TOF是飞行时间(TIme of Flight)技术的缩写,即传感器发出经调制的近红外光,遇物体后反....

  12月21日,以“穿越战略迷局 谋定智造大计”为主题的2020高工机器人年会高工移动机器人年会暨....

  12v微型电机目前被广泛应用于光学镜头、医疗器械、精密云台、智能制造等行业,作为一款新型的驱动装置,....

  2020开年爆发的疫情,彻底让几乎不为人知的红外测温传感器成为“爆点”,甚至一度遭到市场哄抢。事....

  旗舰级骁龙移动平台的突破性创新重新定义了移动体验,使旗舰移动终端成为专业级的相机、智能个人助手和游戏....

  近日,大族激光发布投资者调研相关信息,该公司在激光器、切割头、数控系统、电机等核心部件上,均具备自产....

  Top10工程研究前沿和Top10工程开发前沿涉及机械工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学技术、兵器科....

  锐科激光作为国内光纤激光器龙头企业,已经逐步实现从低功率到高功率光纤激光器的产业化。公司在中低功率光....

  供应链来料物流的自动化;制造流程中的全检验自动化和全封闭;型号切换,设备维护和保养的自动化;项目导入....

  目前,国产铝塑膜以干法工艺居多,优点在于设备投资小、门槛低,工艺简单容易掌握,但是内层PP胶和CPP....

  由于缺乏管理和应对,无人机黑飞导致的扰航、伤人、隐私窃密等事件层出不穷,这给人们的隐私健康、社会的公....

  12月18日,“全国节水标委会水效分委会暨国家节水产品质检中心技术联盟2020年会”在北京召开,箭牌....

  疫情加速了数字化的进程,数字化已经成为了制造业企业的必选项。这对Fastems来说是个挑战,更是好消....

  工业4.0在大约10年前开始进入制造业词典。德国建筑师将其称为第四次制造业革命,即工业革命,大规模生....

  在疫情的影响下,人力的短缺和不可控成为生产、制造的难题。许多厂商将目光放在了智能制造技术上,以机器代....

  今日上午,国务院新闻办公室举办新闻发布会,工业和信息化部新闻发言人、信息通信发展司司长闻库介绍落实五....

  智能制造装备产业链可分为三层。上游为核心零部件,中游为智能制造装备,下游为系统自动化集成。上游核心零....

  在智能制造转型升级的道路上,模式变革是灵魂,黄祥虎呼吁,整个新能源产业联合起来,共同扛起变革的重担,....

  小米已正式宣布,小米全新高端之作——小米 11,将于 12 月 28 日正式发布。小米 11 手机已....

  灵鸽科技研发的双螺旋连续匀浆工艺通过失重计量给料方式,将所需的粉状原料和液体原料连续的加入双螺旋搅拌....

  过去,制造业中常见的OT环境除了终端设备以外,都不需要实时的数据处理。但是,随着OT和IT的....

  动力电池扩产计划带动锂电设备。现有相对明确的电池扩产计划对应2019-2025年共计1981亿元的锂....

  5G与众不同的最大价值在于,它不仅将ToC面向消费者市场带来超宽带级别的全新业务体验,还将ToB面向....

  此外,上川精密的千分尺模头,T块设计上小型化,最小T块宽度可达20mm,横向调节更精细化;调节块之间....

  2020年12月17日上午,“浙江大学—利安光学联合研究中心”签约仪式在宁波举行。浙江大学光电科学与....

  南京江北新区党工委委员、管委会副主任李保平在致辞中表示,机器人技术是再造流程实现产业基础高级化、产业....

  2020年第二届中国机器人行业年会暨Leaderobot中国机器人颁奖典礼

  本次活动,由南京市江北新区管理委员会主办,南京江北新区研创园、国投招商、立德机器人平台共同承办。活动....

  科大讯飞在互动平台表示,智慧医疗是讯飞布局的赛道领域之一,2020年前三季度,科大讯飞智慧医疗业务实....

  SRT从最开始最基础的硅胶材料研发做起,到现在成功研发投用的五代软体机器人,从几千种材料中多次对比、....

  12v微型电机目前被广泛应用于光学镜头、医疗器械、精密云台、智能制造等行业,作为一款新型的驱动装置,....

  根据中国工控网发布的《中国自动化及智能制造市场白皮书》显示,我国自动化及工业控制产品主要分为驱动系统....

  “柔性生产线是刚需!”华辰精密装备携手Fastems打造中国全数字化工厂

  华辰对于智能制造、柔性生产先于同行业的清晰思维与前瞻布局,正使其重塑竞争力,在工业4.0时代力攀新巅....

  为了生产出质量更好的产品,同时降低生产成本。并且达到ISO9000的要求,制造商们都更加仔细地跟踪产....

  爱立信南京工厂实现5G专网部署与应用探索,打造5G助力智能制造转型典范 12月21日,爱立信在北京成....

  目前,Dell EMC VxRail 超融合平台已广泛应用于全球的金融服务、智能制造、医疗卫生等多个....

  Cree Wolfspeed携手泰克,共迎宽禁带半导体器件发展契机与挑战

  Cree Wolfspeed与泰克共同应对宽禁带半导体器件的挑战,共同促进宽禁带半导体行业的发展。

  随着ICT技术的不断发展,汽车制造各生产环节均处在数字化、智能化转型的风口浪尖。助力汽车行业产品革新....

  据外媒报道,就像倒着看电影一样,物理学家刚刚展示了一种可以使光学光波实现时间逆转的新技术。不过这并不....

  12月17日,以“新时代,新使命,新担当”为主题的2020深圳创新榜颁奖盛典在龙岗天安云谷国际会议厅....

  光阴似箭,日月如梭。转眼间,2020年已经接近尾声。回顾这一年,制造业发生了许多新变化。企业合作、产....

  付建权从2011年参加工作到现在,具有6年制造业行业的背景,熟悉制造业产品全生命周期;具备非标设计工....

  在中国推进智能制造大背景下,智能物流已成为制造企业迈向无人化、智能化转型的有效途径之一。“无人叉车”....

  近日,长三角数字联盟成立大会暨首届长三角数“智”未来百人峰会顺利召开,本次大会最重要的成果就是正式成....

  从减少碳足迹和削减每月电费的智能恒温器,到提醒我们约会时间的虚拟助理,物联网(IoT)正迅速成为我们....

  2020年,在疫情影响之下,很多企业都面临着复工后无人可用的局面,用工荒现象进一步刺激和促进生产制造....

  12月15日,美国著名指数编制公司明晟(MSCI)表示,在美国对10家中国公司的股票所有权实施限制后....

  11月17-19日,2020第八届先进制造业大会在上海嘉定隆重召开,大会设置了新技术赋能制造业融合发....

  人工智能的概念第一次被提出,是在20世纪50年代,距今已六十余年的时间。然而直到近几年,人工智能才迎....

  随着信息技术的发展,传感器作为信息产业的神经触角,将人们从“通信时代”带入到“感知时代”。传感器是数据采集...

  【高速几何光学与物理光学仿真软件】【答疑】什么是超短脉冲的时空特性? ...

  【高速光学几何与物理仿真软件VritualLab】如何利用高NA离轴抛物面镜聚焦飞秒脉冲

  【VritualLab】为了充分表征超短脉冲的聚焦行为,必须考虑不同的电磁特性。这不仅包括空间分布,时间/频谱分布,矢量效应,还包...

  High-performance beamsplitters offers industry-leading polarization and beam control with low wavefront distortion...

  物镜是显微镜最重要的光学部件,利用光线使被检物体第一次成象,因而直接关系和影响成象的质量和各项光学技术参数,是衡量一台显...

  顺应消费者对更佳用户体验和智能自动化控制的需求,光学接近式传感器已经广泛应用到具备脸部检测、手部动作和距离检测等各种技术...

  Users guide for the 86119A Optical Sampler.


扑克之星
Copyright © 2018 扑克之星 All Rights Reservrd 版权所有 技术支持:捷搜网络
网站部分图片来自互联网,如有侵权,请及时通知,我们会及时更换!