隨著快遞行業(yè)的快速發(fā)展，物品運(yùn)輸過程中的保護(hù)顯得尤為重要，現(xiàn)階段物品保護(hù)的手段是放置一些抗震材料，如碎紙條、泡沫、氣泡袋及海綿等，也存在一些根據(jù)物體形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)的包裝填充物，其目的都是為了最大程度保護(hù)物品不受損害。以定制物品包裝填充物為背景，針對貴重且外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物品，如瓷器、化石等。利用線結(jié)構(gòu)光視覺測量技術(shù)對物體進(jìn)行掃描，獲取物體的三維模型，再通過正向軟件，如SolidWorks等對物體的三維模型進(jìn)行包裝填充物的設(shè)計(jì)，定制物體的包裝填充物，最后利用3D打印技術(shù)，將包裝填充物打印出來。設(shè)計(jì)并搭建了多相機(jī)與多激光器的組合的線結(jié)構(gòu)光三維測量平臺，可提高測量速率，降低數(shù)據(jù)處理時(shí)間獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用多材料3D打印技術(shù)進(jìn)行內(nèi)軟外硬包裝填充物制造，有效縮短填充物定制周期，增強(qiáng)保護(hù)作用。該測量系統(tǒng)能夠測量外形復(fù)雜的物體，但由于平臺限制，待測量物體的大小因此也存在限制，且存在上下兩部分盲區(qū)，輔以其他測量設(shè)備，可對絕大部分物體定制包裝填充物。

平臺設(shè)計(jì)。以線結(jié)構(gòu)光掃描為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并搭建多線結(jié)構(gòu)光集成掃描的實(shí)驗(yàn)平臺，包括工業(yè)相機(jī)、激光器、步進(jìn)電機(jī)、計(jì)算機(jī)等組成的測量系統(tǒng)，通過控制電機(jī)來進(jìn)行掃描，該平臺操作簡單，只存在直線運(yùn)動，可實(shí)現(xiàn)快速測量。

標(biāo)定系統(tǒng)。根據(jù)相機(jī)的針孔模型和畸變模型，具體闡述了相機(jī)標(biāo)定的原理以及標(biāo)定方法，本系統(tǒng)標(biāo)定過程包括單個相機(jī)的標(biāo)定，相機(jī)和激光平面的標(biāo)定，以及相機(jī)與相機(jī)之間的位置關(guān)系標(biāo)定，其中相機(jī)內(nèi)外參標(biāo)定采用matlab標(biāo)定工具箱，相機(jī)之間標(biāo)定采用羅德里格矩陣轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換矩陣計(jì)算，根據(jù)標(biāo)定結(jié)果來進(jìn)行圖像處理從而得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

軟件系統(tǒng)。在測量系統(tǒng)的硬件平臺上設(shè)計(jì)相對于的軟件模塊，包括圖像采集、系統(tǒng)標(biāo)定、圖像處理、點(diǎn)云獲取、包裝填充物設(shè)計(jì)、3D打印。其中圖像處理過程包括圖像濾波去躁、光條紋中心提取。通過標(biāo)定得到的數(shù)據(jù)計(jì)算物體表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)以及各相機(jī)之間數(shù)據(jù)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接，將得到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過已有逆向軟件進(jìn)行三維重構(gòu)，利用正向軟件進(jìn)行包裝填充物定制，最后進(jìn)行3D打印。

實(shí)驗(yàn)。根據(jù)上述得到的標(biāo)定數(shù)據(jù)以及軟件系統(tǒng)，通過控制測量平臺的運(yùn)動，先對各相機(jī)進(jìn)行圖像采集，本實(shí)驗(yàn)包括四個工業(yè)相機(jī)以及四個激光器，分別安裝在四個角落，進(jìn)行圖像采集即可獲取四組圖像，進(jìn)行圖像處理后可得到四組點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相機(jī)之間的標(biāo)定數(shù)據(jù)將四組點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。然后進(jìn)行點(diǎn)云處理，包裝填充物定制，最后進(jìn)行3D打印得到物體定制的包裝填充物。

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