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基于结构光立体视觉的激光再制造工件的测量

         
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为了实现激光再制造工件的快速准确测量,提出了1套与激光再制造机器人耦合的视觉系统.该视觉系统由2个摄像机、1个激光投射器和计算机组成.摄像机和激光投射器组成扫描测头,由6自由度机器人手持实现多视角扫描.并自动完成数据拼接,消除‘死角'.首先,通过MATLAB编程完成系统标定,分别标定出单目摄像机内外参数矩阵,双目相机关系矩阵和机器人手眼关系矩阵.然后,两摄像机同时采集带有结构光信息的左右图像,采用重心法精确提取亚像素级结构光条纹中心.最后,依据极线几何约束,完成左右结构光条纹数据的匹配,根据匹配得到的数据对计算出3维空间坐标.系统具有低速高精度扫描(<5 mm/s)和高速普通扫描(<50 mm/s)两种模式.以气缸门芯为例,完成了3维扫描与测量,并与常规测量方法结果做了对比.实验结果表明,高精度模式最大误差小于0.1 mm,最大相对误差为0.7%,高速模式扫描时间3～5 s,能够满足激光再制造机器人对测量精度和测量速度的要求.

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