1、应用场景
结构光三维测量将结构光投射到待测件表面,通过视觉传感器计算出结构光投射处的三维坐标,实现对零件非接触式的三维测量。结构光三维测量系统主要包括结构光发射器和视觉系统。结构光发射器可以是能发射各种图案的激光器也可以是投影仪这种可以投射出特定图像的设备。而整套系统可以看作一个双目系统,其中结构光发射器为一种逆相机模型,通过标定视觉传感器与结构光发射器间的空间关系,并结合所投射图像在视觉传感器中的像素位置即可估算出投射面的三维坐标信息。但是扫描表面往往要求反射率均匀,不能存在过大反差,对于不同反射率表面应当有不同曝光时间或者光强。而扫描中的光源选择中,激光具有能量集中结构较简单的优点,但扫描面积小,速度慢;而面结构光虽然扫描面大,但是抗干扰能力较弱。


2、技术优势
当前常用的三维扫描仪主要是基于面结构光或线激光,无法兼顾扫描稳定性以及密度,当前所设计系统能做到在350mm处实现250×150mm的扫描面积。扫描精度0.04mm,且扫描过程无需和运动轴进行同步。具有线激光扫描的鲁棒性、精度和面结构光扫描系统的密度。

3、关键问题
该套扫描系统是由燕山大学李艳文教授团队研制。其中所涉及的结构、误差分析、尺度优化以及软件调试等内容均是由燕山大学自主研发完成。
三维视觉扫描系统要实现较高精度和密度的扫描,其对整体的标定精度要求较高,团队设计了一种多特征靶标标定方法,并建立了对光干扰进行修正的数学模型,标定精度优于当前市面上工业视觉软件的标定精度,达到0.0012mm;且为了面对不同表面均能正常使用,设计了一种光照补偿算法,实现在大对比度情况下依然能正常工作。


