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    188宝金博页面版: 基于点阵标定板的视觉测量系统的标定方法

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    内容提示： 第 ３６ 卷 　 第 ５ 期 光 　 学 　 学 　 报Ｖｏｌ．３６ ， Ｎｏ．５２０１６ 年 ５ 月ＡＣＴＡ。希校裕桑茫痢。樱桑危桑茫痢。停幔， ２０１６基于点阵标定板的视觉测量系统的标定方法段振云 　 王 　 宁 　 赵文辉 　 赵文珍沈阳工业大学机械工程学院，辽宁 沈阳 １１０８７０摘要 　 在应用机器视觉技术进行测量时，测量系统的像素当量、系统误差和光源强度等因素均会对测量精度造成影响，因此必须对像素当量和系统误差进行标定，并分析光源强度对工件图像边缘位置的影响。提出一种基于点阵标定板的视觉测量系统综合标定方法，在提取标定圆圆心坐标的基础上，计算圆心距物理尺寸和像素尺寸的比值，得到像素当量；建立圆心实际坐标和理论坐标的二元三次误差模型，并利...

    文档格式：PDF | 页数：9 | 浏览次数：177 | 上传日期：2017-03-17 05:28:03 | 文档星级：
    第 ３６ 卷 　 第 ５ 期 光 　 学 　 学 　 报Ｖｏｌ．３６ ， Ｎｏ．５２０１６ 年 ５ 月ＡＣＴＡ。希校裕桑茫痢。樱桑危桑茫痢。停幔， ２０１６基于点阵标定板的视觉测量系统的标定方法段振云 　 王 　 宁 　 赵文辉 　 赵文珍沈阳工业大学机械工程学院，辽宁 沈阳 １１０８７０摘要 　 在应用机器视觉技术进行测量时，测量系统的像素当量、系统误差和光源强度等因素均会对测量精度造成影响，因此必须对像素当量和系统误差进行标定，并分析光源强度对工件图像边缘位置的影响。提出一种基于点阵标定板的视觉测量系统综合标定方法，在提取标定圆圆心坐标的基础上，计算圆心距物理尺寸和像素尺寸的比值，得到像素当量；建立圆心实际坐标和理论坐标的二元三次误差模型，并利用最小二乘法拟合求解误差模型系数；通过确定光源强度引起的图像边缘位置误差补偿量，实现测量系统的综合标定。实验结果表明，该方法可以有效提高系统的测量精度。关键词 　 机器视觉；标定；点阵标定板；像素当量；系统误差；光源强度中图分类号 　 ＴＰ３９１　　　 文献标识码 。粒洌铮 ： １０．３７８８ ／ ＡＯＳ２０１６３６．０５１５００４Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ。停澹簦瑁铮洹。拢幔螅澹洹。铮睢。蹋幔簦簦椋悖濉。茫幔欤椋猓颍幔簦椋铮睢。校欤幔簦濉。椋睿郑椋螅椋铮睢。停澹幔螅酰颍澹恚澹睿簟。樱螅簦澹恚模酰幔睢。冢瑁澹睿酰睢。祝幔睿纭 Ｎｉｎｇ。冢瑁幔铩。祝澹睿瑁酰椤。冢瑁幔铩。祝澹睿瑁澹睿樱悖瑁铮铮欤铮妫停澹悖瑁幔睿椋悖幔欤牛睿纾椋睿澹澹颍椋睿纰煟樱瑁澹睿幔睿纾眨睿椋觯澹颍螅椋簦铮妫裕澹悖瑁睿铮欤铮纾煟樱瑁澹睿幔睿纰煟蹋椋幔铮睿椋睿 １１０８７０ ， ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ。桑睢。簦瑁濉。幔穑穑欤椋悖幔簦椋铮睢。铮妗。恚幔悖瑁椋睿濉。觯椋螅椋铮睢。簦澹悖瑁睿铮欤铮纾 ｆｏｒ。恚澹幔螅酰颍澹恚澹睿 ， ｔｈｅ。妫幔悖簦铮颍蟆。铮妗。穑椋澹臁。澹瘢酰椋觯幔欤澹睿 ， ｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒｓ。幔睿洹。欤椋纾瑁簟。螅铮酰颍悖濉。椋睿簦澹睿螅椋簦 ｉｎ。恚澹幔螅酰颍澹恚澹睿簟。螅螅簦澹怼。幔妫妫澹悖簟。恚澹幔螅酰颍椋睿纭 ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｉｎ。铮颍洌澹颉。簦铩。椋恚穑颍铮觯濉。簦瑁澹恚澹幔螅酰颍椋睿纭 ａｃｃｕｒａｃｙ ， ｔｈｅ。穑椋澹臁。澹瘢酰椋觯幔欤澹睿簟。幔睿洹。螅螅簦澹怼。澹颍颍铮颍蟆。恚酰螅簟。猓濉。悖幔欤椋猓颍幔簦澹， ａｎｄ。鳎濉。睿澹澹洹。簦铩。幔睿幔欤濉。欤椋纾瑁簟。螅铮酰颍悖澹椋睿簦澹睿螅椋簦 ｗｈｉｃｈ。椋睿妫欤酰澹睿悖澹蟆。澹洌纾濉。欤铮悖幔簦椋铮睢。铮妗。鳎铮颍搿。穑椋澹悖濉。椋恚幔纾澹粒睢。椋睿簦澹纾颍幔簦澹洹。悖幔欤椋猓颍幔簦椋铮睢。恚澹簦瑁铮洹。猓幔螅澹洹。铮睢。欤幔簦簦椋悖澹悖幔欤椋猓颍幔簦椋铮睢。穑欤幔簦濉。椋睢。觯椋螅椋铮睢。恚澹幔螅酰颍澹恚澹睿簟。螅螅簦澹怼。椋蟆。穑酰簟。妫铮颍鳎幔颍洌希睢。簦瑁濉。猓幔螅椋蟆。铮妗。澹簦颍幔悖簦椋睿纭 ｃｅｎｔｅｒ。悖铮铮颍洌椋睿幔簦澹蟆。铮妫悖幔欤椋猓颍幔簦椋铮睢。悖椋颍悖欤 ， ｐｉｘｅｌ。澹瘢酰椋觯幔欤澹睿簟。椋蟆。纾铮簟。猓 ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ　 ｔｈｅ。悖澹睿簦澹颉。洌椋螅簦幔睿悖濉。铮妗。穑瑁螅椋悖幔臁。觯幔欤酰濉。幔睿洹。穑椋澹臁。觯幔欤酰澹裕瑁澹澹颍颍铮颉。恚铮洌澹臁。鳎椋簦琛。簦瑁濉。幔悖簦酰幔臁。悖铮铮颍洌椋睿幔簦澹蟆。幔睿洹。簦瑁澹铮颍澹簦椋悖幔臁。悖铮铮颍洌椋睿幔簦澹蟆。铮妗。悖澹睿簦澹颉。穑铮椋睿簟。椋蟆。澹螅簦幔猓欤椋螅瑁澹 ， ｔｈｅ。澹颍颍铮颉。恚铮洌澹欤悖铮澹妫妫椋悖椋澹睿簦蟆。幔颍濉。纾铮簟。猓 ｔｈｅ。欤澹幔螅簟。螅瘢酰幔颍澹蟆。妫椋簦簦椋睿纾拢。洌澹簦澹颍恚椋睿椋睿纭 ｔｈｅ。悖铮恚穑澹睿螅幔簦椋铮睢。幔恚铮酰睿簟。铮妗。椋恚幔纾濉。澹洌纾濉。穑铮螅椋簦椋铮睿澹颍颍铮颉。悖幔酰螅澹洹。猓 ｌｉｇｈｔ。螅铮酰颍悖濉。椋睿簦澹睿螅椋簦 ， ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ。悖幔欤椋猓颍幔簦椋铮睢。铮妗。恚澹幔螅酰颍澹恚澹睿簟。螅螅簦澹怼。椋蟆。幔悖瑁椋澹觯澹洌裕瑁濉。澹穑澹颍椋恚澹睿簦幔欤颍澹螅酰欤簦蟆。螅瑁铮鳌。簦瑁幔簟。簦瑁椋蟆。恚澹簦瑁铮洹。悖幔睢。澹妫妫澹悖簦椋觯澹欤 ｉｍｐｒｏｖｅ。簦瑁濉。恚澹幔螅酰颍澹恚澹睿簟。穑颍澹悖椋螅椋铮睿耍澹。鳎铮颍洌蟆 ｍａｃｈｉｎｅ。觯椋螅椋铮 ； ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ； ｌａｔｔｉｃｅ。悖幔欤椋猓颍幔簦椋铮睢。穑欤幔簦 ； ｐｉｘｅｌ。澹瘢酰椋觯幔欤澹睿 ； ｓｙｓｔｅｍ。澹颍颍铮 ； ｌｉｇｈｔ。螅铮酰颍悖澹椋睿簦澹睿螅椋簦希茫桑印。悖铮洌澹蟆。保担埃埃保担 ； １５０．１４８８ ； １５０．１１３５　　 收稿日期： ２０１５ － １１ － ２７ ；收到修改稿日期： ２０１５ － １２ － ２８基金项目：十二五国家科技支撑计划（ ２０１４ＢＡＦ０８Ｂ０１ ）作者简介：段振云（ １９７１－ ），男，博士，教授，博士生导师，主要从事复杂曲面加工技术和视觉检测等方面的研究。Ｅ － ｍａｉｌ ： １３６０４０４５５４３＠１３９．ｃｏｍ１　 引 　　 言在应用机器视觉技术对机械零件进行测量时，像素当量作为测量系统的重要参数，对测量精度有着决定性影响，需要进行标定。同时，在测量过程中，由于各种误差的存在，使得被测物在相机图像平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学变形 ［１ － ３ ］ 。为了提高测量系统的测量精度，必须对测量系统进行标定，尽可能地减小系统误差对测量精度的影响。目前的标定方法主要分为两类：传统标定方法和直接标定方法。传统标定方法是在标定摄像机内外参数的基础上，再标定光源与摄像机的位置关系 ［４ ］ 。其中具有代表性的就是靶标标定法，它主要是利用标定靶０５１５００４ － １

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