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汽车工业中的非织造布抗静电性能检测及两步法测量原理

【摘要】:在汽车工业中,非织造布的抗静电性能检测主要考核项目有电阻、电压、静电压半衰期、带电量等项技术指标。在满足上述两个条件的前提下,采用下述两步法可以实现线结构光传感器对空间圆(类圆)孔中心位置的测量。两步法测量基本原理如下。

图2所示为线结构光视觉传感器测量空间圆(类圆)孔中心位置的原理示意图。图2中摄像机采用正直摆放姿态,激光投射器斜向摆放。

测量分析过程采用如下约定。

1)摄像机光心由符号Oc表示,结构光光源中心由符号O1表示,线结构光视觉传感器测量坐标系定义为与摄像机坐标系Ocxcyczc重合。

2)被测空间圆(类圆)孔中心由符号Oh表示,OhOcxcyczc坐标系中空间坐标定义为(xyz),延长直线OhOc与光平面πs交于一点,由符号P表示,POcxcyczc坐标系中空间坐标定义为(xPyPzP)。

3)光平面πs与空间圆(类圆)相交于弦AB,弦AB中心由符号Q表示,QOcxcyczc坐标系中空间坐标定义为(xQyQzQ)。

4)为简化分析,假定激光平面与摄像机坐标系yc轴平行。

5)旋转角度逆时针为正,顺时针为负。

6)Ohx向、y向及z向测量坐标分别由符号xmymzm表示。

在满足线结构光视觉传感器工作距离及测量景深的前提下,线结构光传感器与被测空间圆(类圆)孔之间的理想测量位姿关系应满足以下条件:

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图2 线结构光传感器测量空间圆孔中心坐标原理图

1)摄像机像面与空间圆(类圆)孔圆面平行。

2)光平面与空间圆(类圆)孔相交(是否过其中心均可)。

根据空间椭圆透视投影变换模型[6],当空间圆(类圆)平面与摄像机像面平行时,由像面上椭圆拟合求得的中心等同于空间圆(类圆)中心的实际投影,而当摄像机像面与空间圆(类圆)所在的平面不平行时,必然存在透视投影畸变,两个平面所成角度越大,畸变误差越大。因此条件1的近似满足不仅可以保证被测圆(类圆)孔的图像为理想图像,减小由于透视投影畸变引起的圆(类圆)中心坐标测量误差,同时也可以最大限度消除圆(类圆)中心z向坐标的实际测量误差。条件1在实际测量中不可能精确满足,但应尽可能满足。条件2是采用线结构光视觉传感器实现空间圆(类圆)孔中心位置测量的必要条件,在实际测量中也容易实现。在满足上述两个条件的前提下,采用下述两步法可以实现线结构光传感器对空间圆(类圆)孔中心位置的测量。

两步法测量基本原理如下。

1)根据线结构光视觉传感器测量模型,测量光平面与空间圆孔相交直线中心Q点的空间坐标(xQyQzQ),zQ作为被测圆心Oh的近似z向坐标,即zzQ

2)根据已求得被测圆心Oh的近似z向坐标zQ以及Oh相对摄像机光心Oc的方位,确定被测圆心Ohxy向坐标。