三维视觉传感器多视角曲面测量数据的一种配准拼接方法.pdf

第 卷第 期 机器人 ΡΟΒΟΤ ∂ 年 月 √ 文章编号222 三维视觉传感器多视角曲面测量数据的 一种配准拼接方法α 刘志刚 陈康宁 林志航 西安交通大学≤≥ 中心 摘 要 本文提出一种将三维视觉传感器多视角曲面测量数据进行拼接从而获得被测物体整个 表面模型的方法 首先在给定不同视角之间初始坐标旋转矩阵 和平移矢量 的基础上 采用一种 × 迭代配准方法求解更为准确的 和 从而将不同视角下测量三维数据转换到同一坐标系下 然后通 × 过引入三维空间的球坐标系 将配准后物体表面数据按其空间角度进行网格化处理 得到覆盖整个物 体表面的数据网格本文最后给出了配准建模实例 关键词 自由曲面测量 多视角配准 曲面拼接 中图分类号 ×° 文献标识码 1 引言 在自由曲面逆向工程中基于线结构光三维视觉与三坐标测量机≤ 信息集成技术的 集成式测量以其测量精度高 速度快 智能程度高而成为一种很有前途的测量方法 其思路是 将视觉传感器一次扫描获得的数据进行滤波 插值处理 建立曲面模型 利用所得结果引导视 ! 觉传感器从不同的视角进行测量或用 对部分表面进行接触式测量 将不同表面的测量 ≤ 结果转换到同一坐标系下 获得物体整个表面初始模型 并在此基础上生成 检测规划 ≤ 指导 做进一步测量 其中一项关键技术是将三维视觉传感器在多视角下测量的曲面三 ≤ 维数据进行配准 将其转换到同一坐标系下 并将配准后冗余的三维数据重新插值计算 生成 覆盖物体整个表面的网格点 多视角下曲面配准可以采用两个方法 将视觉传感器安装在可 转动的精密伺服机构上 按生成的多传感器检测规划 将视觉传感器的测量姿态准确调整到预 定方位由精密伺服机构提供准确的坐标转换关系 和 ×将被测物体固定在精度一般的 转台上 转动转台调整被测物体与视觉传感器的相对位置 由转台读数提供初始坐标转换矩阵 和 并采用软件配准算法对