结构光三维轮廓测量是以图像为传递信息载体,依据光学三角法测量原理,利用数字图像处理技术对物体的二维图像进行研究,通过建立视觉测量数学模型,得到物体的大小、形状。 本论文主要以实现物体三维轮廓尺寸在线检测为研究目标,深入分析国内外相关研究成果,对线结构光非接触测量技术的关键环节进行分析研究。主要研究内容可概括成以下几个方面: (1)介绍了文中涉及的数字图像的基本理论以及图像处理的关键算法,主要包括图像增强、图像分割、图像平滑算法。 (2)研究视觉测量中各种几何参数的图像处理算法,如圆与椭圆的拟合、圆心坐标的确定、拐角自动探测、直线的自动提取等。 (3)针对激光光条图像的特点,研究采用细化算法提取光条骨架,根据激光光束能量呈高斯分布的特性,采用最小外接矩形分割光条图像,在每个矩形区域内采用高斯曲线拟合法提取光条中心,利用最小二乘法拟合出光条中心直线。它将光条中心定位精度提高到亚像素级,有效的提高了光条中心定位精度。 (4)介绍了线结构光测量系统的数学模型,以及测量系统的硬件构成,论述了线结构光传感器的标定方法和步聚。 (5)基于VC++6.0软件平台搭建图像处理软件系统,建立视觉测量开放式图像处理标准函数库。并对标准量块进行测量,实验结果证明了结构光在线检测技术的正确性和可行性。