單目視覺系統(tǒng)的光源結(jié)構(gòu)優(yōu)化及三維重構(gòu)方法.pdf

1、隨著全球智能化的發(fā)展，機(jī)器視覺技術(shù)以其高效率、高精度、易集成等優(yōu)點(diǎn)，已在工業(yè)生產(chǎn)及工作生活等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。在基于視覺的三維重構(gòu)方面，數(shù)字化的計(jì)算機(jī)通過采集二維數(shù)據(jù)具有了恢復(fù)周圍環(huán)境信息和結(jié)構(gòu)的能力。而光源照明系統(tǒng)及三維重構(gòu)方法均是機(jī)器視覺三維檢測(cè)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要研究單目視覺系統(tǒng)的光源照明設(shè)計(jì)與優(yōu)化，并研究基于該視覺系統(tǒng)重構(gòu)微器件表面三維形貌的方法。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）對(duì)AOI光源結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，提出了一整套

2、設(shè)計(jì)與優(yōu)化方案：該方案綜合考慮了整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的工作距離、產(chǎn)品材質(zhì)和相機(jī)曝光亮度等方面因素，并根據(jù)LED照度、半光強(qiáng)角等參數(shù)優(yōu)化了LED燈珠排布尺寸、角度和間距。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可提高視覺系統(tǒng)的穩(wěn)定性和采集圖像的質(zhì)量，并有利于降低光源的生產(chǎn)成本。
　?。?）對(duì)機(jī)器視覺三維重構(gòu)方法進(jìn)行研究，提出了一種基于單目視覺的微器件表面重構(gòu)方法：該方法使用單個(gè)3CCD彩色相機(jī)，在改進(jìn)AOI光源照射下，對(duì)相機(jī)視場(chǎng)內(nèi)的微器件采集單張彩色圖像。通過對(duì)

3、該彩色圖像中微器件的輪廓、色彩、灰度及表面紋理等特征的提取處理，重構(gòu)出微器件表面三維形貌。
　　（3）提出了一種基于數(shù)值方法的改進(jìn)光照模型：該光照模型由以光學(xué)理論為基礎(chǔ)的鏡面反射模型和簡(jiǎn)化的Oren-Nayar漫反射模型組成，適用于金屬類表面光滑易反光的材質(zhì)。文中提出視場(chǎng)內(nèi)像素點(diǎn)的入射光強(qiáng)隨坐標(biāo)位置的變化而變化，并給出了每個(gè)像素點(diǎn)入射光強(qiáng)的計(jì)算方法?；跀?shù)值方法的改進(jìn)光照模型，可精確描述視場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)照射光強(qiáng)，建立準(zhǔn)確度高的光照模型，