基于块匹配的激光条纹亚像素中心提取

潘 硕,邵新杰,李晓磊,唐香珺

(陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系,河北 石家庄 050003)

1 引 言

线结构光法是获取被测物体表面三维信息的一种常用视觉测量方法,近年来在工业检测、环境感知、地理、医疗及文物保护等领域得到广泛应用[1～4]。该检测方法使用相机采集激光发射器投射到三维物体表面的光条图像,通过计算机解算光条信息获取物体表面的三维特征。在实际测量过程中,采集图像中光条宽度通常为几个到几十个像素,从图像中精确提取光条中心是实现测量的关键步骤[5]。

进行线结构光检测时,光条投射到三维物体表面,由于被测物体的表面特性、三维形状、投影强度及环境光强不同,对激光条纹图像的成像质量造成干扰,成为限制提取光条中心坐标精度的重要原因[6]。在线结构光中心提取的研究过程中,国内外学者提出了许多中心提取方法,其中边缘提取法、阈值提取法、极值法、骨架细化法提取光条中心精度为整像素级,几何中心法、灰度重心法、Steger方法,曲线拟合法的提取精度可以达到亚像素级[7],随着测量要求的提高,在噪声环境中提取精度更高、鲁棒性更好的算法成为研究的重点。胡改玲[8]等在结构光条骨架上划分窗口,对窗口内的像素采用自适应灰度加权重心法求得图像的亚像素坐标,提取的光条中心光顺性更好。王利等[9]引入距离变换提取条纹的中心像素,然后利用曲线拟合和重心法提取亚像素重心,结合光条宽度和灰度信息降低了图像噪声对提取精度的影响。……