在获取物体的三维点云数据时,通常采用线结构光扫描的方法,但是在测量过程中不可避免的会产生不合理的噪声点。从而在进行曲面重构时,会导致重构的曲面不够光滑,进而会影响三维扫描物体重构的精确性,因此有必要对扫描数据进行去噪处理。噪声点产生的原因有很多,大部分噪声点具有幅值大,影响因素多的特点,所以利用似然估计函数得到采样局部最大值点,确立点云数据的聚类中心,使原始点云数据收敛为一个稳定的三维数字模型,然后采用随机滤波的方法,通过比较连续点之间的相对位置,给定一个数值,把位置变化较大的点判定为噪声点予以去除,从而达到点云去噪的目的。通过对普通计算机硬盘的扫描和点云去噪处理验证了方法的可行性。

针对传统路面裂缝灌缝装置无法检测裂缝容积,不能根据裂缝容积自动调整灌缝胶出料流量,灌缝过程自动化程度不高的问题,提出了一种线结构光路面裂缝容积检测方法。该方法利用了线结构光三维测量的原理,通过线结构光扫描裂缝,连续获取裂缝截面的形状,从而计算出裂缝的容积。针对该检测方法,搭建了裂缝容积检测平台,分别对四种不同的裂缝模型进行容积检测。将裂缝模型的容积检测结果与实际容积进行对比,误差在3.41%以内,检测值与实际值具有良好的匹配度。且同一裂缝的重复检测误差变化范围在0.9%以内,说明检测稳定性较好。实验结果表明此方法可对裂缝的容积进行较准确且稳定的检测,可为灌缝装置出料流量控制提供依据。

针对轮对踏面几何参数检测自动化程度不高、精度低的问题,设计一种线结构光非接触式测量系统,利用位移传感器和定位块对轮对踏面内侧基准进行定位。采用自动分段的多项式曲线拟合方法对踏面线结构光光条中心线进行光顺处理,解决了中心线提取过程中产生不平滑和锯齿等问题。基于Qt程序开发框架和C++开发软件系统,设计了人机交互界面,实现图像处理、尺寸测量、数据显示与储存等功能。搭建了简易的试验平台对车轮踏面模型进行测量,试验结果表明,该系统对轮缘高度和轮缘厚度的测量误差小于0.1mm,轮辋宽度的测量误差小于0.3mm,满足实际测量需求。

提出了一种采用视觉检测技术测量机械零件台阶位置尺寸的非接触测量方法，线结构光以一定角度入射于零件表面上，在零件表面台阶位置处产生一段细小的折线光束，CCD摄像机采集光束图形，经过中值滤波、边缘检测等预处理操作后，提取折线光束的轮廓，然后分别对上下轮廓线用最小二乘法进行直线拟合和多次迭代计算，得到折线拐点两侧的直线方程，两直线的交点，即为零件表面的台阶位置。与接触式测量相比，精度满足的同时，可靠性高，重复性好，测量速度快，成本低，可实现对机械零件台阶位置的在线实时检测。

提出一种四轴复合式自由曲面非接触测量系统,介绍了系统的组成及工作原理。阐述了该系统的两种测量功能,即回转式测量和多角度平面测量,并给出了测量实例。最后分析了系统的测量精度,实验证明本系统的精度优于0.1mm。

介绍了一种工作于三坐标测量机(CMM)上的线结构光三维视觉测头,实现自由曲面的快速检测。建立了系统的几何模型,对测头结构参数进行了优化分析。

激光共焦扫描显微镜大多采用点共焦扫描成像形式,扫描机构复杂,成本高.新型的线结构光共焦显微成像技术是对样品进行线共焦成像,只需对样品进行一维扫描就可以得到整个平面的像.设计了线结构光共焦成像实验装置,进行了线结构光共焦显微成像实验.实验结果证明了线结构光共焦成像的可行性,杂散光明显地减少,提高了成像清晰度,并且有光学层析能力.采用低照度高分辨率CCD代替价格昂贵的像增强器大大降低了系统成本.

针对轴径测量问题,提出一种通过建立与轴线垂直的虚拟平面,并利用基于最小二乘圆拟合算法快速获得被测轴直径的方法。对线结构光视觉系统进行标定,得到摄像机的内参、畸变系数、结构光平面参数;获得被测回转体轴线的方向向量和轴线与结构光平面交点坐标,利用已得到的方向向量和轴线与结构光平面的交点建立一个与轴线垂直的虚拟平面;再将结构光平面与零件表面上的交点投影到虚拟平面上,并通过所有投影点到轴线与光平面交点的距离排除数据中的噪点;最后利用有效投影点和轴线与光平面交点的距离,得到被测回转体的外表面圆柱度。通过轴径测量试验对该算法进行了验证,在复杂的测量环境下,当被测轴直径为30~50 mm时,平均测量误差为30μm,最大测量误差为50μm。因此,该算法可以应用于实际回转体零件的直径测量中。

设计一种综合应用激光三角法和二维机器视觉测量技术测量方法，实现对多高度小零件二维几何尺寸的测量。首先在测量高度范围内，利用线结构光进行高度测量标定，采用多项式拟合建立线结构光成像位置与高度的关系；用精密圆形靶标对不同高度平面进行二维尺寸标定，分别考虑不同高度平面坐标系映射到图像坐标系后光学放大率不同和坐标系间的不平行，CCD摄像枳．阵列垂直方向与水平方向不一定垂直的情况，以及光学镜头畸变等得到不同平面所在高度的二维尺寸测量标定参数，由此建立起各二维尺寸标定参数和高度的函数关系。对具有不同高度的小零件进行测量，并与三坐标测量机结果进行比对，多次测量的高度最大误差小于0．032mm，二维尺寸最大误差均小于0．08mm。

为实现铜仇表面缺陷的实时全方位检测，提出基于多摄像机线结构光的三维检测方法。首先，通过标定线结构光和摄像机平面之间的位置参数，获取该摄像机视角下的钢轨表面线结构光的三维形状变化。其次，标定多个摄像机之间旋转平移参数，将多个视角下的三维点云进行拼接形成完整钢轨三维模型。同时，设计了钢轨三维检测的硬件装置，通过硬件编码器获取传送带运动的距离，形成钢轨在长度方向上的全貌三维形状。针对存在缺陷的钢轨样品进行了三维轮廓测量，实验结果表明，该方法的在铜轨深度方向上的精度能达较高精度，符合钢轨表面缺陷检测的要求。