相位陰影莫爾三維測量技術(shù),因其非接觸、測量精度高、價格便宜等優(yōu)點而受到人們的重視和研究,并在當(dāng)前光學(xué)3D傳感測量技術(shù)中應(yīng)用非常廣泛。傳統(tǒng)的相位陰影莫爾測量系統(tǒng)都是基于計算機進行圖像采集和處理,由于PC機圖像測量系統(tǒng)功能較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且體積較大,這使得其方法產(chǎn)生了采集速率不高、功耗較大等一系列問題。再者,由于軟件的串行特性本質(zhì),在大量數(shù)據(jù)下使其處理能力進行處理運算的實時性難以提高,無法適合當(dāng)前的工業(yè)測量需求。在國家自然基金的支持下,本課題提出建立一種便攜、高效、可靠的快速莫爾測量法。主要完成工作如下:（1）首先研究了相位陰影莫爾測量原理,搭建了測量裝置,進行了測量實驗,然后分析了傳統(tǒng)陰影莫爾測量裝置的不足。（2）提出了以FPGA為控制器的陰影莫爾三維圖像處理方法。以FPGA為核心,實現(xiàn)了陰影莫爾系統(tǒng)圖像的采集、存儲、處理等工作。提出的方法可以完成莫爾圖像的采集、降噪和獲取初始相位信息以及相位去包裹。最后將相位信息傳至上位機得到被測物體的三維形貌。（3）開展了系統(tǒng)標(biāo)定及三維形貌測量實驗。提出了一種基于立體視覺技術(shù)的陰影莫爾幾何參數(shù)標(biāo)定方法。該方法無須額外加工靶標(biāo),可以自動求取幾何結(jié)構(gòu)參數(shù),... 

【文章來源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 相移法測量方式研究
        1.2.2 系統(tǒng)標(biāo)定方法研究
        1.2.3 嵌入式測量研究
        1.2.4 隨機相移算法研究
    1.3 課題研究的主要內(nèi)容
2 陰影莫爾測量系統(tǒng)設(shè)計方案
    2.1 相移陰影莫爾測量原理
    2.2 測量裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.1 光柵加工和光柵板夾具的設(shè)計
        2.2.2 光柵相移器設(shè)計與安裝
        2.2.3 相機部分結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.2.4 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.3 測量實驗
    2.4 測量實驗分析與優(yōu)化
        2.4.1 測量實驗分析
        2.4.2 測量方案優(yōu)化
    2.5 本章小結(jié)
3 基于FPGA的陰影莫爾控制系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 測量系統(tǒng)總體方案設(shè)計
        3.1.1 系統(tǒng)總體框架
        3.1.2 系統(tǒng)任務(wù)模塊劃分
        3.1.3 系統(tǒng)的工作流程
    3.2 測量系統(tǒng)采集模塊設(shè)計
        3.2.1 攝像頭模塊簡介
        3.2.2 攝像頭模塊配置
        3.2.3 顯示模塊設(shè)計
    3.3 測量系統(tǒng)存儲模塊設(shè)計
        3.3.1 SDRAM框架設(shè)計
        3.3.2 SDRAM上電初始化設(shè)計
        3.3.3 SDRAM工作模式設(shè)計
        3.3.4 SDRAM交互模塊設(shè)計
        3.3.5 實驗驗證
    3.4 測量系統(tǒng)圖像處理模塊設(shè)計
        3.4.1 基于FPGA的預(yù)處理去噪設(shè)計
        3.4.2 基于FPGA的相位解調(diào)設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
4 陰影莫爾測量系統(tǒng)標(biāo)定方法研究
    4.1 測量系統(tǒng)標(biāo)定方案
    4.2 光源與CCD相機間的距離d
        4.2.1 攝像機標(biāo)定原理
        4.2.2 張正友雙目標(biāo)定實驗
    4.3 光源和相機平面與光柵的距離h
        4.3.1 雙目測距幾何原理
        4.3.2 雙目測距實驗
    4.4 光柵常數(shù)p
    4.5 本章小結(jié)
5 隨機陰影莫爾輪廓術(shù)的研究
    5.1 原理
    5.2 實驗驗證
        5.2.1 仿真分析
        5.2.2 數(shù)值實驗
    5.3 本章小結(jié)
6 相移陰影莫爾法測量誤差分析
    6.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差
        6.1.1 光柵常數(shù)誤差
        6.1.2 光源和相機平面與光柵的距離誤差
        6.1.3 光源與相機間的距離誤差
    6.2 蒙特卡羅誤差傳遞分析
        6.2.1 原理
        6.2.2 仿真實驗
    6.3 其他誤差
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于蒙特卡洛法的結(jié)構(gòu)可靠性分析[J]. 王元帥,劉玉石,朱宜生.  環(huán)境技術(shù). 2018(05)
[2]蒙特卡洛自適應(yīng)法評定測量不確定度的程序設(shè)計[J]. 劉芳,張路楠,劉瑩,趙文杰,宋鋒.  計量技術(shù). 2018(05)
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[8]二幀變換光源陰影莫爾技術(shù)研究[J]. 周憲,杜虎兵,王建華.  光子學(xué)報. 2016(02)
[9]一種改進的施密特正交化兩步相移算法[J]. 牛文虎,鐘麗云,孫鵬,羅春姝,呂曉旭.  中國激光. 2015(06)
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碩士論文
[1]便攜式自動超聲波無損探傷精準(zhǔn)定位裝置系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳福.西安理工大學(xué) 2018
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[3]陰影莫爾測量裝置及其調(diào)整技術(shù)的研究[D]. 顏菁菁.西安工業(yè)大學(xué) 2018
[4]基于結(jié)構(gòu)光的玻璃面板缺陷檢測方法研究[D]. 陳紅麗.電子科技大學(xué) 2018
[5]基于多項式擬合法的航空壓氣機葉片三維測量系統(tǒng)標(biāo)定研究[D]. 冀紅彬.河北工業(yè)大學(xué) 2017
[6]數(shù)字莫爾技術(shù)用于測量薄膜厚度的研究[D]. 劉奕辰.西安工業(yè)大學(xué) 2013
[7]攝像機標(biāo)定與三維重建研究[D]. 陳西.北京化工大學(xué) 2007



本文編號：2998413