超大尺度线结构光传感器同步内外标定提升三维测量精度

本文主要探讨了在大型自由曲面工件的高精度快速三维测量中，如何利用超大尺度线结构光传感器和两轴导轨构建的三维测量系统。结构光传感器作为关键技术，通过在导轨的移动驱动下获取目标工件的图像，然后通过复杂的图像处理算法计算出三维坐标，这对于工业生产中的精密检测至关重要。 针对将二维图像坐标准确转换到三维相机坐标的问题，作者提出了一个创新的线结构光传感器内外参数同时标定方法。这个方法的关键在于采用准一维靶标作为标定工具。准一维靶标的特点在于其具有特定的几何结构，当它在运动机构（如两轴导轨）的平移过程中，与激光光条产生交互，形成特定的图像特征。通过对这些图像的分析，研究人员能够精确计算出传感器的内参数（如焦距、光心位置等）和外参数（如投影矩阵），确保图像坐标与真实空间的对应关系。 实验结果显示，这种方法得出的标定结果非常可靠，系统的测量误差控制在0.6毫米以内，远低于工业应用所需的精度标准。此外，该标定过程操作简便，所需靶标制作简单，这极大地提高了在工业现场进行快速和经济标定的可能性，节省了时间和成本。 文章还强调了同步内外参数标定的重要性，因为这可以确保整个测量系统的稳定性，避免因参数不一致导致的测量偏差。同时，使用超大尺度的线结构光传感器，使得测量范围得以扩展，适应了大型工件的测量需求。 本文的研究成果对于提升大型自由曲面工件的三维测量精度、效率和实用性具有重要意义，为机器视觉领域的内外参数标定技术提供了新的解决方案，对工业自动化和精密检测领域的发展具有积极的推动作用。