本文關(guān)鍵詞：線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 線結(jié)構(gòu)光 三維測(cè)量 激光掃描 系統(tǒng)標(biāo)定 中心提取

【摘要】：激光三角法是三維表面測(cè)量技術(shù)的一種,目前被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、質(zhì)量控制與機(jī)器視覺等領(lǐng)域。隨著科技的高速發(fā)展,不同工業(yè)領(lǐng)域與生活場(chǎng)景對(duì)激光三角法的速度和精度提出了更高的要求。本文基于激光三角法的基本原理設(shè)計(jì)了一套完整的線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng),并以該系統(tǒng)為研究平臺(tái)進(jìn)行了部分關(guān)鍵技術(shù)的研究工作:首先,針對(duì)目前常見光條中心點(diǎn)提取算法無法適應(yīng)光條走向變化等問題,結(jié)合線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際情況與光條圖像的特點(diǎn),提出了一種基于骨架法向的光條中心點(diǎn)提取算法,設(shè)計(jì)了具體的提取流程與處理算法,解決了光條走向復(fù)雜情況下的中心點(diǎn)定位困難的難題。其次,基于線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的測(cè)量原理,通過投影透視攝像機(jī)變換模型原理建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)推導(dǎo)了圖像坐標(biāo)與世界坐標(biāo)之間的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換關(guān)系式。然后針對(duì)傳統(tǒng)標(biāo)定方法標(biāo)定過程復(fù)雜、計(jì)算量大、難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化標(biāo)定等問題,提出了一種基于線紋尺的線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器直接標(biāo)定新方法,設(shè)計(jì)了平面靶標(biāo)與特征點(diǎn)提取算法,通過自動(dòng)化軟件以及少量的人工操作即可實(shí)現(xiàn)傳感器簡(jiǎn)單、快速、高精度的自動(dòng)化直接標(biāo)定。最后,以本文搭建的線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了光條中心提取算法實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)、測(cè)量精度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)以及三維輪廓測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果均驗(yàn)證了光條中心點(diǎn)提取算法和標(biāo)定方法的有效性與實(shí)用性,同時(shí)本文搭建的線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)表現(xiàn)出了較好的綜合性能,能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)與測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的基本需求。
【關(guān)鍵詞】：線結(jié)構(gòu)光 三維測(cè)量 激光掃描 系統(tǒng)標(biāo)定 中心提取
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41;TN249
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題的研究背景與意義11-12
• 1.2 三維測(cè)量技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 三維測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)15-16
• 1.4 課題目標(biāo)及本文的研究內(nèi)容16-18
• 第二章 線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 激光三角法的基本原理18-22
• 2.2.1 直射式激光三角法18-20
• 2.2.2 斜射式激光三角法20-21
• 2.2.3 直射式三角法與斜射式三角法的優(yōu)缺點(diǎn)21-22
• 2.3 系統(tǒng)的測(cè)量原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-25
• 2.3.1 三維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理22-23
• 2.3.2 三維測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成23-24
• 2.3.3 三維測(cè)量系統(tǒng)掃描方式的設(shè)計(jì)24-25
• 2.4 系統(tǒng)的性能參數(shù)與評(píng)價(jià)25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 光條圖像處理算法的研究30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 光條圖像的特點(diǎn)30-31
• 3.3 常見的光條中心點(diǎn)提取算法31-34
• 3.4 基于骨架法向的光條中心提取算法34-44
• 3.4.1 預(yù)處理35-37
• 3.4.2 光條區(qū)域提取37-42
• 3.4.3 中心點(diǎn)定位42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 測(cè)量系統(tǒng)模型建立與系統(tǒng)標(biāo)定45-58
• 4.1 引言45
• 4.2 三維測(cè)量系統(tǒng)的模型建立45-49
• 4.2.1 三維測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型45-47
• 4.2.2 三維測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量計(jì)算模型47-48
• 4.2.3 三維測(cè)量系統(tǒng)的掃描測(cè)量模型48-49
• 4.3 線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的標(biāo)定49-51
• 4.3.1 攝像機(jī)的參數(shù)標(biāo)定49-50
• 4.3.2 光平面的參數(shù)標(biāo)定50-51
• 4.4 基于線紋尺的直接標(biāo)定法51-57
• 4.4.1 標(biāo)定原理52-53
• 4.4.2 平面靶標(biāo)的設(shè)計(jì)53-54
• 4.4.3 特征點(diǎn)提取算法54-56
• 4.4.4 標(biāo)定流程56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究及分析58-69
• 5.1 引言58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建58-61
• 5.3 光條中心提取算法的實(shí)驗(yàn)分析61-62
• 5.4 系統(tǒng)測(cè)量精度的實(shí)驗(yàn)分析62-67
• 5.4.1 系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.4.2 高度測(cè)量實(shí)驗(yàn)63-64
• 5.4.3 橫向測(cè)量實(shí)驗(yàn)64-65
• 5.4.4 三維輪廓測(cè)量實(shí)驗(yàn)65-67
• 5.5 系統(tǒng)誤差分析67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-77
• 致謝77-78
• 附表78

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李清泉;王植;李宇光;;基于線結(jié)構(gòu)光的3維目標(biāo)測(cè)量與多分辨率建模[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2006年04期

2 解則曉;劉世晶;王琨;;一種基于線結(jié)構(gòu)光的五軸掃描測(cè)量系統(tǒng)[J];光學(xué)技術(shù);2009年04期

3 劉寧;盧榮勝;夏瑞雪;李琪;;一種用于計(jì)算三維視覺測(cè)量中線結(jié)構(gòu)光平面的新型算法[J];光子學(xué)報(bào);2012年02期

4 李冠楠;譚慶昌;寇瑩;張宇鵬;;一字線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量模型的新型標(biāo)定方法[J];光子學(xué)報(bào);2013年11期

5 張瑞瑛;周萍;馮煦;李松;舒強(qiáng);;大視場(chǎng)下線結(jié)構(gòu)光光條中心的快速提取[J];應(yīng)用光學(xué);2010年03期

6 薛曉潔,孫長庫,邱宇,葉聲華;線結(jié)構(gòu)光傳感器中非線性光源單向擴(kuò)展光路設(shè)計(jì)[J];光學(xué)技術(shù);2001年01期

7 張維光;趙宏;張琦;周翔;;線結(jié)構(gòu)光三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定方法[J];中國激光;2009年01期

8 吳慶陽;蘇顯渝;宋芳;;線結(jié)構(gòu)光圖像骨架的剪枝算法[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2006年05期

9 解則曉;李緒勇;辛少輝;徐尚;;水下線結(jié)構(gòu)光自掃描三維測(cè)量技術(shù)[J];中國激光;2010年08期

10 吳慶陽;蘇顯渝;向立群;李勇;;線結(jié)構(gòu)光雙傳感器測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定方法[J];中國激光;2007年02期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 舒強(qiáng);李松;錢之楠;馬躍;;線結(jié)構(gòu)光的車轍測(cè)量模型及其標(biāo)定[A];2009年全國測(cè)繪儀器綜合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

2 張瑞瑛;周萍;馮煦;;大視場(chǎng)下線結(jié)構(gòu)光光條中心的快速提取[A];2009年全國測(cè)繪儀器綜合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

3 曾祥軍;霍金城;吳慶陽;;線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)掃描方向的標(biāo)定[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

4 孫國強(qiáng);許增樸;王永強(qiáng);于德敏;畢德學(xué);;線結(jié)構(gòu)光快速三維測(cè)量系統(tǒng)的全局標(biāo)定方法研究[A];第十三屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

5 張應(yīng)紅;;線結(jié)構(gòu)光在SOP芯片管腳檢測(cè)中的應(yīng)用[A];2004全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、2005全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、廣西光學(xué)學(xué)會(huì)成立20周年年會(huì)論文集[C];2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 劉艷;機(jī)器人結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)標(biāo)定研究[D];北京理工大學(xué);2015年

2 邵海燕;基于線結(jié)構(gòu)光的水障礙、凹凸障礙物遠(yuǎn)距離感測(cè)技術(shù)[D];北京理工大學(xué);2016年

3 王鵬;線結(jié)構(gòu)光三維自動(dòng)掃描系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2008年

4 吳慶陽;線結(jié)構(gòu)光三維傳感中關(guān)鍵技術(shù)研究[D];四川大學(xué);2006年

5 王宗義;線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器與水下三維探測(cè)[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

6 楊雪榮;CMM與線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器集成的逆向工程系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

7 吳慶華;基于線結(jié)構(gòu)光掃描的三維表面缺陷在線檢測(cè)的理論與應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2013年

8 陳天飛;線結(jié)構(gòu)光表面三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王世平;線結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)在接觸軌幾何參數(shù)檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 袁聰聰;線結(jié)構(gòu)光掃描裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

3 楊強(qiáng)偉;基于線結(jié)構(gòu)光的管體直焊縫焊接質(zhì)量控制算法研究[D];中北大學(xué);2016年

4 李碩;線結(jié)構(gòu)光三維視覺測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

5 崔亮純;線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

6 鄧汛;基于線結(jié)構(gòu)光視覺的六軸機(jī)器人焊縫跟蹤研究[D];華南理工大學(xué);2016年

7 肖虹;基于圖像的機(jī)車關(guān)鍵部位檢測(cè)[D];華南理工大學(xué);2016年

8 蔡文澤;基于線結(jié)構(gòu)光牙齒三維輪廓測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2016年

9 余瑞華;基于線結(jié)構(gòu)光的鏡面目標(biāo)輪廓測(cè)量[D];電子科技大學(xué);2016年

10 劉世晶;一種基于線結(jié)構(gòu)光的五軸掃描測(cè)量系統(tǒng)[D];中國海洋大學(xué);2009年

，

本文編號(hào)：736105