高精度激光掃描微表面檢測與重構(gòu)
發(fā)布時間:2022-11-05 05:35
隨著科學技術(shù)與生產(chǎn)工藝的快速發(fā)展,微小型化技術(shù)經(jīng)過多年的研發(fā),已經(jīng)成為許多學科的前沿領(lǐng)域,在精密機械、電子、光學等領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。微型機械的使用日漸廣泛,微小零件幾何尺寸和缺陷的精確檢測是保證微小產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),微小零件尺寸檢測技術(shù)的提高具有重要的意義。正是因為微小零件的尺寸微小、表面不宜接觸等特點,對高精度的檢測技術(shù)具有更大難度。本文分析了基于激光三角法的單線激光掃描測量技術(shù),并對相關(guān)技術(shù)進行深入研究。完成對測量系統(tǒng)的研制,實現(xiàn)對待測表面的高精度三維重構(gòu);诩す馊菧y量原理,以線激光光源為基礎(chǔ),建立三維測量系統(tǒng)數(shù)學模型,實現(xiàn)對物體微表面的三維面型檢測與重構(gòu)。在測量系統(tǒng)數(shù)學模型建立過程中,為了提高系統(tǒng)測量精度,本文對影響測量精度的因素進行分析,對比了激光光源垂直入射和斜式入射兩種投射方式的優(yōu)缺點,分析了不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對測量精度的影響,并研究了相機內(nèi)部參數(shù)標定和光平面方程參數(shù)標定精度以及鏡頭的景深等因素對測量結(jié)果的影響,優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),為提高系統(tǒng)測量精度提供理論支持。在相機內(nèi)部參數(shù)標定過程中,結(jié)合Tsai相機標定方法。首先利用Halcon標定板,根據(jù)特征點移動的方法求解相機主...
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 三維測量技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 主要的三維測量技術(shù)
1.3.1 時間飛行測量法
1.3.2 雙目視差測量法
1.3.3 結(jié)構(gòu)光三維測量法
1.3.4 基于激光掃描三維測量法
1.4 論文研究內(nèi)容
第二章 激光掃描測量原理及系統(tǒng)設(shè)計分析
2.1 引言
2.2 激光三角法測量原理
2.2.1 垂直入射式激光三角法
2.2.2 斜式入射式激光三角法
2.2.3 垂直入射式與斜入射式激光三角測量法的比較
2.3 提高三維檢測精度分析
2.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對測量誤差的影響
2.3.2 系統(tǒng)參數(shù)標定精度對測量誤差的影響
2.3.3 鏡頭景深的影響
2.3.4 激光條紋質(zhì)量對測量誤差的影響
2.3.5 檢測死角分析
第三章 激光掃描三維測量系統(tǒng)研制及參數(shù)標定
3.1 激光掃描微表面測量系統(tǒng)組成
3.2 相機內(nèi)部參數(shù)標定
3.2.1 相機自標定法
3.2.2 經(jīng)典的線性相機標定方法
3.2.3 基于消隱點的相機標定方法
3.2.4 本文的相機內(nèi)參標定方法
3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的標定
3.3.1 基于拉絲法的光平面標定方法
3.3.2 基于交比不變性原理的光平面標定方法
3.3.3 本文采用的光平面參數(shù)標定方法
3.4 測量系統(tǒng)的參數(shù)標定結(jié)果
第四章 激光條紋圖像處理
4.1 引言
4.2 特征點提取
4.2.1 Moravec角點檢測
4.2.2 Harris角點檢測算子
4.3 激光條紋中心點提取
4.3.1 常見的條紋中心提取算法
4.3.2 本文采用的條紋中心提取方法
第五章 表面重構(gòu)與檢測精度分析
5.1 目標表面檢測與重構(gòu)
5.2 系統(tǒng)測量精度分析
總結(jié)
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于視覺的虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實融合技術(shù)[J]. 寧瑞忻,朱尊杰,邵碧堯,龔冰劍,顏成鋼. 科技導報. 2018(09)
[2]基于MATLAB對相機標定的研究[J]. 陳陸義. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(03)
[3]焊接機器人實時引導中光條快速提取算法研究[J]. 劉常杰,李斌,郭寅,張云昊,劉洋. 激光技術(shù). 2015(05)
[4]基于量塊的線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器直接標定方法[J]. 鄒媛媛,趙明揚,張雷. 中國激光. 2014(11)
[5]基于畸變規(guī)律的三維結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)標定[J]. 陳會,密保秀,高志強. 光學學報. 2013(12)
[6]雙目視覺立體標定方法的改進[J]. 劉軍,李娜,劉鵬. 武漢工程大學學報. 2013(10)
[7]數(shù)字印?趦(nèi)三維掃描技術(shù)研究[J]. 吳慶陽,曾祥軍,黃錦輝,賀威. 深圳大學學報(理工版). 2013(01)
[8]變邊限高斯擬合提取激光條紋中心線方法的研究[J]. 高世一,楊凱珍. 儀器儀表學報. 2011(05)
[9]系統(tǒng)標定中的透視投影模型[J]. 鐘韜,袁威,左煒亮. 兵工自動化. 2011(03)
[10]基于OpenCV的攝像機標定方法研究[J]. 李躍,汪亞明,黃文清,朱小鍇. 浙江理工大學學報. 2010(03)
博士論文
[1]中國漢族青年面貌特征及微笑特征瞬間成像三維立體掃描分析[D]. 侯彥.河北醫(yī)科大學 2012
[2]線結(jié)構(gòu)光三維自動掃描系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 王鵬.天津大學 2008
碩士論文
[1]基于視覺的工件定位與抓取[D]. 楊厚易.西南科技大學 2018
[2]線結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 崔亮純.華南理工大學 2016
[3]基于激光三角法的物體三維輪廓測量系統(tǒng)[D]. 章金敏.武漢理工大學 2015
[4]基于線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的三維表面測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊建華.廣東工業(yè)大學 2013
[5]雙目立體視覺三維信息獲取技術(shù)研究[D]. 盧傳澤.廣東工業(yè)大學 2013
[6]基于多信息融合的逆向工程技術(shù)研究[D]. 寇滿.廣東工業(yè)大學 2012
[7]低成本三維激光掃描儀系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 付培.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[8]多視點深度圖像的配準方法研究與實現(xiàn)[D]. 呂渭萍.電子科技大學 2008
本文編號:3702008
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 三維測量技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 主要的三維測量技術(shù)
1.3.1 時間飛行測量法
1.3.2 雙目視差測量法
1.3.3 結(jié)構(gòu)光三維測量法
1.3.4 基于激光掃描三維測量法
1.4 論文研究內(nèi)容
第二章 激光掃描測量原理及系統(tǒng)設(shè)計分析
2.1 引言
2.2 激光三角法測量原理
2.2.1 垂直入射式激光三角法
2.2.2 斜式入射式激光三角法
2.2.3 垂直入射式與斜入射式激光三角測量法的比較
2.3 提高三維檢測精度分析
2.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對測量誤差的影響
2.3.2 系統(tǒng)參數(shù)標定精度對測量誤差的影響
2.3.3 鏡頭景深的影響
2.3.4 激光條紋質(zhì)量對測量誤差的影響
2.3.5 檢測死角分析
第三章 激光掃描三維測量系統(tǒng)研制及參數(shù)標定
3.1 激光掃描微表面測量系統(tǒng)組成
3.2 相機內(nèi)部參數(shù)標定
3.2.1 相機自標定法
3.2.2 經(jīng)典的線性相機標定方法
3.2.3 基于消隱點的相機標定方法
3.2.4 本文的相機內(nèi)參標定方法
3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的標定
3.3.1 基于拉絲法的光平面標定方法
3.3.2 基于交比不變性原理的光平面標定方法
3.3.3 本文采用的光平面參數(shù)標定方法
3.4 測量系統(tǒng)的參數(shù)標定結(jié)果
第四章 激光條紋圖像處理
4.1 引言
4.2 特征點提取
4.2.1 Moravec角點檢測
4.2.2 Harris角點檢測算子
4.3 激光條紋中心點提取
4.3.1 常見的條紋中心提取算法
4.3.2 本文采用的條紋中心提取方法
第五章 表面重構(gòu)與檢測精度分析
5.1 目標表面檢測與重構(gòu)
5.2 系統(tǒng)測量精度分析
總結(jié)
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于視覺的虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實融合技術(shù)[J]. 寧瑞忻,朱尊杰,邵碧堯,龔冰劍,顏成鋼. 科技導報. 2018(09)
[2]基于MATLAB對相機標定的研究[J]. 陳陸義. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(03)
[3]焊接機器人實時引導中光條快速提取算法研究[J]. 劉常杰,李斌,郭寅,張云昊,劉洋. 激光技術(shù). 2015(05)
[4]基于量塊的線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器直接標定方法[J]. 鄒媛媛,趙明揚,張雷. 中國激光. 2014(11)
[5]基于畸變規(guī)律的三維結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)標定[J]. 陳會,密保秀,高志強. 光學學報. 2013(12)
[6]雙目視覺立體標定方法的改進[J]. 劉軍,李娜,劉鵬. 武漢工程大學學報. 2013(10)
[7]數(shù)字印?趦(nèi)三維掃描技術(shù)研究[J]. 吳慶陽,曾祥軍,黃錦輝,賀威. 深圳大學學報(理工版). 2013(01)
[8]變邊限高斯擬合提取激光條紋中心線方法的研究[J]. 高世一,楊凱珍. 儀器儀表學報. 2011(05)
[9]系統(tǒng)標定中的透視投影模型[J]. 鐘韜,袁威,左煒亮. 兵工自動化. 2011(03)
[10]基于OpenCV的攝像機標定方法研究[J]. 李躍,汪亞明,黃文清,朱小鍇. 浙江理工大學學報. 2010(03)
博士論文
[1]中國漢族青年面貌特征及微笑特征瞬間成像三維立體掃描分析[D]. 侯彥.河北醫(yī)科大學 2012
[2]線結(jié)構(gòu)光三維自動掃描系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 王鵬.天津大學 2008
碩士論文
[1]基于視覺的工件定位與抓取[D]. 楊厚易.西南科技大學 2018
[2]線結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 崔亮純.華南理工大學 2016
[3]基于激光三角法的物體三維輪廓測量系統(tǒng)[D]. 章金敏.武漢理工大學 2015
[4]基于線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的三維表面測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊建華.廣東工業(yè)大學 2013
[5]雙目立體視覺三維信息獲取技術(shù)研究[D]. 盧傳澤.廣東工業(yè)大學 2013
[6]基于多信息融合的逆向工程技術(shù)研究[D]. 寇滿.廣東工業(yè)大學 2012
[7]低成本三維激光掃描儀系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 付培.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[8]多視點深度圖像的配準方法研究與實現(xiàn)[D]. 呂渭萍.電子科技大學 2008
本文編號:3702008
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