光栅投影轮廓测量系统标定新方法及应用

"光栅投影轮廓测量系统的标定方法 (2006年) - 湖南科技大学学报{自然科学版}，Vol.21 No.2，2006年6月" 本文主要探讨了一种创新的光栅投影轮廓测量系统，该系统在设计上对投影系统和成像系统的相对位置要求较为宽松，使得标定过程更为简便。传统的方法通常需要严格的平行性和垂直性条件，以及投影系统光轴与成像系统光轴在参考面上的交点，但这种新方法对此不做硬性规定，从而提高了实际应用的可行性。 在新系统中，引入了摄像机定标技术，这一技术允许在系统安装时一次性完成对成像系统和投影系统的参数标定。通过分析投影条纹图和成像条纹图之间的对应关系，可以得到空间中的投影平面方程和成像直线方程。这两者的交点即为物体在空间中的坐标点，从而实现对物体轮廓的精确测量。 光学轮廓测量技术具有无损、非接触、快速获取数据等优点，广泛应用于工业检测、三维重建、航空航天和生物医学等领域。特别是条纹结构光照明的三维轮廓测量技术，因其系统简洁、量程大、精度高而备受关注。该技术利用光栅投影仪将条纹投射到物体表面，由物体形状调制的变形条纹图像会被摄像机捕捉，进而根据条纹的变形程度重构物体表面的三维形态。 然而，传统的条纹投影轮廓测量方法存在一些局限性，如对投影系统和成像系统位置的严格要求，这在实际操作中往往难以实现。为解决这些问题，本文提出的摄像机标定技术大大降低了对系统设置的限制，提升了标定的精度和系统的实用性。 论文详细阐述了测量系统的工作原理，包括光栅投影仪如何在物体表面形成变形条纹图像，以及如何通过摄像机捕捉这些图像来确定物体的三维信息。此外，还讨论了如何利用摄像机标定技术来简化系统标定过程，增强了系统的可操作性。 这项研究为光学轮廓测量提供了一个更灵活、更易于实现的解决方案，对于提升三维测量技术的实际应用价值具有重要意义。关键词包括光栅投影、参数标定、轮廓测量，该研究属于自然科学领域，对相关领域的工程实践和技术发展有着积极的推动作用。