鞋楦激光三維掃描系統(tǒng)研制.pdf

1、在分析了現(xiàn)有鞋楦測量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，自主研制了一套基于旋轉(zhuǎn)平臺的鞋楦激光三維掃描系統(tǒng)。本文對該測量系統(tǒng)的搭建及相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，主要內(nèi)容如下：
　　設(shè)計出了鞋楦測量系統(tǒng)的整體方案，包括硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計。硬件結(jié)構(gòu)主要由運動控制系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)組成，并設(shè)計了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)以實現(xiàn)對測量系統(tǒng)的有效控制和數(shù)據(jù)采集。
　　為了測試系統(tǒng)性能和優(yōu)化測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，采用基于3ds Max的仿真方法。對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)備參數(shù)

2、進(jìn)行了仿真，通過分析比較結(jié)果，設(shè)計并搭建了符合測量要求的鞋楦掃描系統(tǒng)。
　　鞋楦測量系統(tǒng)的標(biāo)定包括攝像機(jī)標(biāo)定和光平面標(biāo)定，攝像機(jī)標(biāo)定采用張正友的二維平面靶標(biāo)標(biāo)定方法，光平面標(biāo)定采用基于雙目立體視覺的光平面標(biāo)定方法。針對現(xiàn)有光條中心提取結(jié)果存在的“折線”問題，提出了一種基于分段3次多項式曲線擬合的光條亞像素中心提取方法。該方法在骨架提取的基礎(chǔ)上，沿均方灰度梯度方向計算光條亞像素中心，接著采用分段3次多項式曲線擬合的方法獲得光順的光條

3、中心。實驗結(jié)果表明該方法改善了光條中心的“折線”缺陷，提高了中心線提取的精度。
　　為了實現(xiàn)基于旋轉(zhuǎn)平臺的三維點云回轉(zhuǎn)拼接，提出了采用圓形標(biāo)志點標(biāo)定轉(zhuǎn)軸的方法。該方法首先根據(jù)閉合準(zhǔn)則、長度準(zhǔn)則、形狀準(zhǔn)則和灰度準(zhǔn)則識別出圓形標(biāo)志點，并采用最小二乘橢圓擬合方法定位標(biāo)志點中心，再通過雙目立體視覺的方法求出各個標(biāo)志點的空間坐標(biāo)；然后根據(jù)歐氏空間幾何不變性，采用距離準(zhǔn)則、夾角準(zhǔn)則和輔助邊準(zhǔn)則實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)角下的同名標(biāo)志點的匹配；最后計算各個同名