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显微立体视觉小尺度测量系统的标定
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TH742.2[机械工程—光学工程;机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械] TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51275378,No.51275389);江苏省科技创新项目(No.SBC201210069)
中文摘要:

结合透视投影模型、非参数化的光学畸变模型以及光束平差算法,提出并实现了一种标定显微立体视觉系统光路的方法.首先,通过光刻方法制作了用于显微立体视觉系统标定的标定参考物,并利用待标定系统采集标定参考物不同方位的图像.然后,基于非参数化的光学畸变模型,采用样条曲面计算得到显微立体视觉系统的畸变校正场,并结合透视投影模型建立显微立体视觉系统的完整成像模型.最后,利用光束平差算法对所建立的成像模型进行标定计算和优化调整.搭建了显微立体视觉小尺度测量装置,验证了提出的标定方法的可行性.通过标定获得了测量装置两个光路的焦距和相对方位等参数,并借助于高精度四轴位移台对标定结果进行了精度验证.结果表明,采用本文方法标定后位移测量的精度优于1%,能够满足微胀形实验中三维变形测量的要求.该标定方法也可用于其他显微视觉检测领域.

英文摘要:

An accurate calibration method for stereo microscope measurement systems was proposed based on a projection model,a non-parametric distortion model and the bundle adjustment algorithm.The key technologies involved were investigated.Firstly,a calibration target was designed by using the lithography method,and the images of the target were recorded from different orientations by using two cameras.Then,the distortion correction fields were calculated by using the spline surface and the non-parametric distortion model,and a complete micro-vision imaging model was established based on a perspective projective model.Finally,the calibration calculation and optimization for the imaging model were performed by using the bundle adjustment algorithm.To validate the performance of the proposed method,a stereo microscope setup was developed for small-scale deformation measurement.By using an electronically controlled displacement setup,experiments for microscopic calibration and displacement measurement were conducted.Experimental results demonstrate that the focal length and the relative orientation parameters of the internal optics of the setup is obtained,and the displacement measurement accuracy is better than 1%.It concludes that the proposed method satisfies the accuracy requirement of the 3D deformation measurement during bulging processes and is also suitable for other microscopic vision measuring fields.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699