变边限高斯拟合提取激光条纹中心线方法的研究.pdf

第 32卷 第 5期 2011年 5月 仪 器 仪 表 学 报 Ch inese Journa l o f Sc ientific Instrum ent Vol 32 No 5 M ay. 2011 收稿日期: 2010-12 R ece ivedD ate: 2010-12 变边限高斯拟合提取激光条纹中心线方法的研究 高世一, 杨凯珍 (广东省工业技术研究院 广州 510650) 摘 要: 投射到物体表面的激光条纹因被调制在条纹不同位置处其宽度也各不相同。因此高斯拟合法提取宽度有变化的激光 条纹中心线时, 由于不能确定合适的拟合数据使得提取精度较低。针对该种情况, 提出了变边限高斯拟合法来提取激光条纹中 心线, 其特点是当激光条纹粗细发生变化时其高斯拟合数据边限也发生与之对应的改变,具体步骤是先采用极值法和边缘取中 法获得条纹像素级的中心位置 ,然后采用阈值法提取出条纹各列法向宽度值, 通过条纹法向宽度值和近似中心位置选定恰当的 拟合数据进行高斯拟合。实验证明该法可获得亚像素级的激光条纹中心线,提高了提取精度。 关键词: 结构光;主动视觉; 激光条纹; 高斯拟合 中图分类号: TP391. 41 文献标识码: A 国家标准学科分类代码: 460. 4030 Research on central position extraction of laser strip based on varied-boundary Gaussian fitting Gao Sh iy,i Yang K aizhen (Guangdong General R esearch Institute of Industr ial T echnology, Guangzhou 510650, China ) Abstract: The laser strips pro jected to object surface show d ifferent laser strip w idths at d ifferent laser strip posit ions. Laser strip cen ter line extraction w ith Gaussian fitt ing has low accuracy because choosing correct f itting data are diff-i cul.t In this paper, a new method for ex tracting laser strip center line has been proposed. The w idth o f the Gaussian fitting data using th is method is positive ly correlated w ith the w idth of the laser strip. F irst ly, the prox im ate laser center position is obta ined using themax imum method and the edgemethod. Second ly, the norm alw idths of all co-l umns of the laser strips are extracted using threshold va luemethod. F ina lly, d ifferentw idth fitt ing data and the prox- imate cen ter o f the laser strip are used for G aussian fitt ing to ca lculate the sub-pix el accuracy center of the laser strip. Th is proposed method can effective ly improve the center line extraction verac ity. Key words: structured ligh;t act ive v ision; laser strip; Gaussian fitting 1 引 言 结构光主动视觉技术在工业中有着广泛的应用前 景,如机器人导航、在线质量检测、物体表面三维重建 等 [1-6] 。结构光主动视觉主要基于光学三角法测量原理, 由激光发生器和摄像机共同作为结构光图像传感器组成 视觉系统。激光发生器投射出的光平面打在被测物体表 面上被调制成包含特定信息的激光条纹,摄像机捕捉到 被调制的激光条纹后并对之图像处理以获得物体表面三 维形貌信息。 结构光视觉技术图像处理关键的一