武辉林，武文娟，李 晧,姜 静

(1.河北省科学院应用数学研究所，河北 石家庄 050081；2.河北省信息安全认证技术创新中心，河北 石家庄 050081；3.中国人民大学信息学院，北京 100872；4.河北燃气有限公司，河北 石家庄 050051)

0 引言

针对国内机器人的特性和应用特点，本文研究设计了基于结构光的3D传感器系统，利用线激光扫描物体从而获得整个被测物体表面的三维点云数据[1-2]，3D视觉传感器的应用对于工业机器人多场景的大规模应用提供了技术保障，同时大大丰富了机器人的信息感知手段。它可以与机器人紧密结合，广泛应用于焊缝跟踪、轮廓检测、散乱物品识别、无序抓取等场合。

1 3D传感器视觉系统整体流程

3D传感器依靠激光器与相机进行测量，激光器为线激光器，激光投射在目标物上，在目标物表面形成漫反射，被相机拍摄到通过偏振片和滤波片的激光线条，通过图像处理得到光条中心(光条中心的精确获取是传感器高精度的重要保证)，通过运动控制卡控制3D传感器的运动拍摄，生成点云数据，通过点云数据处理得到感兴趣信息，交由执行机构去执行相应的动作[3]。整体流程如图1所示。

图1 传感器视觉系统整体流程图

图2 激光三角测量示意图

2 激光三角测量计算方法

3D传感器依通过相机捕获的激光器光线配合生成三维图像，激光器为一字线型，激光打在被测物上，在被测物表面经过反射被相机扫描到，通过相机采集到的光线数据与CCD和激光器的位置关系，计算出被测物体的三维坐标。……