金屬作為目前工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的一種材料,對其表面的三維測量一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)以其簡單、高速、準(zhǔn)確的特性被視為未來三維測量發(fā)展的重要研究方向,其在面向各種金屬材質(zhì)的工件測量中有廣闊的應(yīng)用前景。在視覺測量過程中,金屬表面的高反射特性導(dǎo)致外界光強(qiáng)超出相機(jī)動態(tài)范圍以致出現(xiàn)過曝光現(xiàn)象,對測量造成了困難。本文在對單目結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、標(biāo)定過程、相位展開技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,對金屬表面的反光特性和反射模型進(jìn)行了分析,并對面向金屬反光表面三維測量方法進(jìn)行了深入的研究。主要研究內(nèi)容如下:（1）對單目結(jié)構(gòu)光測量系統(tǒng)的測量原理、模型構(gòu)建、標(biāo)定過程進(jìn)行了研究,詳細(xì)分析了相機(jī)成像原理和過程、相位提取技術(shù)。（2）研究了金屬表面反光特性,結(jié)合相機(jī)感光模型及成像原理、物體表面反射模型分析了金屬表面易發(fā)生反光現(xiàn)象的原因。（3）提出了一種相機(jī)自動多曝光的形貌測量算法,相機(jī)響應(yīng)曲線反映了像素灰度值與相機(jī)曝光量之間的映射關(guān)系,算法根據(jù)計(jì)算出的相機(jī)響應(yīng)曲線獲得場景照度值范圍,最后通過對照度值的劃分得到多個曝光時間。（4）研究了面向金屬反光表面的三維測量方法,針對其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、曲率變化大、光反射率高的... 

【文章來源】： 李兆杰 南京航空航天大學(xué)

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三維測量技術(shù)分類

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文，非接觸式測量在測量效率和數(shù)據(jù)數(shù)量上都是接觸式測量無法比擬的，單次測量數(shù)萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)，雖然在精度和環(huán)境適應(yīng)性上略有欠缺，但仍在社會各領(lǐng)域取得了廣泛的面對圖 1.1 中的三坐標(biāo)測量儀、結(jié)構(gòu)光法、激光掃描法、雙目立體視覺法進(jìn)行簡單1、三坐標(biāo)測量儀三坐標(biāo)測量儀是坐標(biāo)測量技術(shù)的典型代表，目前被廣泛應(yīng)用于工業(yè)測量領(lǐng)域，它子，光學(xué)，計(jì)算機(jī)，數(shù)字控制等于一體的大型高精度自動化測量設(shè)備[18]。此設(shè)備利量臂末端的探針在測量物體表面按照規(guī)劃好的路徑進(jìn)行移動和測量，具有高精度、穩(wěn)定性的特點(diǎn)，測量精度隨測量長度增加逐漸降低，其效率過低，且需要與物體表，并不適合工廠環(huán)境下的大批量檢測，目前主要應(yīng)用于汽摩配件、航空航天、復(fù)雜夾具以及各種機(jī)械零件的尺寸、形狀和形位公差精密檢測。設(shè)備的典型代表主要ENOS、Leitz Infinity 等測量設(shè)備，如圖 1.2 所示。

圖 1. 3 Bumblebee2 1394a 立體相機(jī)描法[21]利用激光投射出的光線在空間形成一個光平面，投射到物體生變形，相機(jī)獲取調(diào)制后的圖像信息，該點(diǎn)與光平面之間形成參數(shù)基于三角法獲取被測物體的三維數(shù)據(jù)。激光投射器可以投投出的激光數(shù)量越多，測量的速度越快，其具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)代表產(chǎn)品如圖 1.4 所示。（a）HandyScan 700 （b） HSCAN551

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于線性透鏡陣列的面結(jié)構(gòu)光三維測量方法[J]. 趙燦,陳秀.  黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào). 2013(05)
[2]便攜式三坐標(biāo)測量機(jī)在葉片修復(fù)中的應(yīng)用[J]. 涂從剛,張亞軍,毋新房,孔垂雨.  水電能源科學(xué). 2013(04)
[3]三維光學(xué)形貌測量系統(tǒng)在飛機(jī)研制中的應(yīng)用前景[J]. 趙小輝,丁玲,王磊.  民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究. 2012(S1)
[4]基于彩色條紋結(jié)構(gòu)光的物體三維重建方法[J]. 吳成東,耿飛,楚好,張?jiān)浦?  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(07)
[5]基于條紋反射的非球面鏡三維面形測量[J]. 唐燕,蘇顯渝,劉元坤,荊海龍.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2009(04)
[6]雙目視覺中的一種人臉立體匹配及視差計(jì)算方法[J]. 雷蘊(yùn)奇,宋曉冰,袁美玲,柳秀霞,歐陽江帆.  廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(01)
[7]基于條紋反射的鏡面測量及三維重建算法分析[J]. 荊海龍,蘇顯渝,劉元坤,伍凡.  光電工程. 2008(10)
[8]光柵投影輪廓術(shù)的精度分析及應(yīng)用[J]. 林俊義,江開勇,顧永華,黃常標(biāo).  光電工程. 2008(05)
[9]熱態(tài)鍛件結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)[J]. 趙毅,王明輝,馬品奎,宋家旺.  中國機(jī)械工程. 2006(S1)
[10]基于條紋反射的類鏡面三維面形測量方法[J]. 劉元坤,蘇顯渝,吳慶陽.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2006(11)

博士論文
[1]高動態(tài)范圍光亮表面的結(jié)構(gòu)光三維形貌測量方法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 林輝.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[2]微小型數(shù)字化口腔測量關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 崔海華.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]基于計(jì)算機(jī)視覺的大型復(fù)雜曲面三維光學(xué)測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉桂華.西南交通大學(xué) 2012
[4]基于數(shù)字光柵投影的結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)與系統(tǒng)研究[D]. 李中偉.華中科技大學(xué) 2009
[5]針對高光表面物體的三維形狀獲取技術(shù)的研究[D]. 姚莉.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]面向金屬增材制造過程的零件三維形貌測量技術(shù)研究[D]. 陳櫻瑩.南京航空航天大學(xué) 2018
[2]單目結(jié)構(gòu)光三維測量精度優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 楊柳.南京航空航天大學(xué) 2017
[3]基于無衍射柵型結(jié)構(gòu)光的航空葉片高精測量與評定[D]. 朱亞.華中科技大學(xué) 2016
[4]鑄造鎂合金晶粒細(xì)化的研究[D]. 宋庭玉.中北大學(xué) 2016
[5]車載魚眼相機(jī)自標(biāo)定研究[D]. 石恬.西安電子科技大學(xué) 2015
[6]航空發(fā)動機(jī)葉片多角度點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高精度融合研究[D]. 賴文敬.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[7]基于透鏡陣列的數(shù)字三維集成成像重構(gòu)[D]. 毛晨.南京理工大學(xué) 2015
[8]在線檢測系統(tǒng)的誤差建模與評定方法研究[D]. 楊澤鵬.廣東工業(yè)大學(xué) 2013
[9]基于立體視覺的LED手術(shù)無影燈自適應(yīng)調(diào)光技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 王歡.南京航空航天大學(xué) 2013
[10]金屬表面反射特性與差動式視覺測量[D]. 蘇國營.天津大學(xué) 2012



本文編號：3112443