Для реализации высокоточного и эффективного измерения трехмерного рельефа крупногабаритных изделий предложен метод измерения трехмерного рельефа крупногабаритных изделий на основе усовершенствованного алгоритма итеративного ближайшего соседа (ICP). В связи с тем, что биноскулярная структура света в реальных измерениях подвержена системным ошибкам и неточностям фазовой развертки, предложен метод кодирования структурного света с взаимодополняющими прямо- и обратноградиентными кодами Грея. В этом методе используется робастный пиксельный классификатор для бинаризации прямого и обратного кодов Грея, а также усовершенствованный алгоритм гауссовой фильтрации для обработки изображений фазовых кодов. Для повышения точности алгоритма сшивки облаков точек предложен усовершенствованный алгоритм итеративной сшивки облаков точек. Алгоритм извлекает облака точек общих областей соседних ракурсов и фильтрует нормальные векторы, избегая влияния точек за пределами общих областей на качество сшивки, а также вводит алгоритм оптимизации Левенберга в итеративный алгоритм сшивки облаков точек, что решает проблемы чувствительности исходного положения и помех шума при измерении трехмерного рельефа крупногабаритных изделий. По сравнению с традиционным алгоритмом, усовершенствованный итеративный алгоритм улучшает точность на 55%, повышает эффективность сшивки в несколько раз и сокращает количество итераций на 61%. Экспериментальные результаты показывают, что при расстоянии обследуемого объекта до объектива камеры 700 мм и угле между камерами 65° точность измерения длины системы измерения трехмерного рельефа крупногабаритных изделий лучше 450 мкм/м, а время вычисления сшивки облаков точек соседних ракурсов составляет около 25 мс, что удовлетворяет требованиям точности и эффективности измерения трехмерного рельефа крупных сварных конструкций.

измерение трехмерного рельефа;биноскулярная структура света;робастный пиксельный классификатор;усовершенствованный итеративный ближайший сосед;взаимодополняющие коды Грея