全景结构光视觉测量畸变校正模型研究

"这篇学术文章主要探讨了全景结构光视觉测量系统中因玻璃管折射导致的畸变问题，并提出了一种通用畸变校正模型。文章由孙军华、刘畅和张洲等人撰写，发表在《光学学报》第39卷第2期，2019年2月。实验通过全景结构光视觉测量系统对铝管内径进行精确测量，验证了该畸变校正模型的高准确性和系统良好的稳定性和可靠性。" 全景结构光视觉测量技术是一种利用结构光投射器和相机配合，实现对物体三维形状和尺寸的非接触式测量的方法。在现有的系统设计中，为了获取全方位的测量视野，相机和结构光投射器通常被置于玻璃管内部。然而，这种设置会导致光线在玻璃管内外界面上发生折射，进而产生畸变，影响测量精度。 文章深入分析了光线在两个圆柱形表面折射的过程，重点研究了两个不同平面的折射如何导致畸变。作者们通过理论推导和实验研究，建立了一个适用于全景结构光视觉测量的通用畸变校正模型。这个模型考虑了折射引起的几何变形，旨在减少由于玻璃管内的光线折射造成的测量误差。 实验部分，研究人员使用全景结构光视觉测量系统对一个内径为288.50mm的铝管进行了测量。根据所提出的畸变校正模型，他们计算出铝管的实际内径，结果表明系统的重复性精度达到了0.047mm，测量精度为0.23mm。这些数值证明了该畸变校正模型的有效性，以及整个测量系统的稳定性和可靠性。 关键词涉及的领域包括机器视觉、畸变校正、折射和全景结构光视觉，这些关键词突出了研究的核心内容。文章的中图分类号O435.1和文献标识码A表明这是一篇关于光学测量技术的专业论文。DOI（数字对象唯一标识符）10.3788/AOS201939.0215003则为文章提供了电子版的全球唯一标识，方便后续引用和检索。 这项研究为全景结构光视觉测量技术提供了一种有效解决折射畸变的方法，提高了测量的准确性和可靠性，对于工业检测、精密制造等领域具有重要的应用价值。