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在分析了现有鞋楦测量系统研究现状的基础上,自主研制了一套基于旋转平台的鞋楦激光三维扫描系统。本文对该测量系统的搭建及相关的技术进行了深入的研究,主要内容如下: 设计出了鞋楦测量系统的整体方案,包括硬件结构和软件设计。硬件结构主要由运动控制系统和图像采集系统组成,并设计了相应的软件系统以实现对测量系统的有效控制和数据采集。 为了测试系统性能和优化测量系统的结构,采用基于3ds Max的仿真方法。对系统结构和硬件设备参数进行了仿真,通过分析比较结果,设计并搭建了符合测量要求的鞋楦扫描系统。 鞋楦测量系统的标定包括摄像机标定和光平面标定,摄像机标定采用张正友的二维平面靶标标定方法,光平面标定采用基于双目立体视觉的光平面标定方法。针对现有光条中心提取结果存在的“折线”问题,提出了一种基于分段3次多项式曲线拟合的光条亚像素中心提取方法。该方法在骨架提取的基础上,沿均方灰度梯度方向计算光条亚像素中心,接着采用分段3次多项式曲线拟合的方法获得光顺的光条中心。实验结果表明该方法改善了光条中心的“折线”缺陷,提高了中心线提取的精度。 为了实现基于旋转平台的三维点云回转拼接,提出了采用圆形标志点标定转轴的方法。该方法首先根据闭合准则、长度准则、形状准则和灰度准则识别出圆形标志点,并采用最小二乘椭圆拟合方法定位标志点中心,再通过双目立体视觉的方法求出各个标志点的空间坐标;然后根据欧氏空间几何不变性,采用距离准则、夹角准则和辅助边准则实现不同转角下的同名标志点的匹配;最后计算各个同名标志点所在空间圆的圆心,拟合圆心求得精确的转轴方位。为了获得完整的鞋楦三维点云数据,采用共面靶标全局标定方法,实现双传感器测得的两组三维数据的自动拼接。