光亮表面因為具有不同于漫反射表面的獨特反射性質(zhì),目前被越來越廣泛地應用于各行各業(yè)中。不斷迭代更新的產(chǎn)品,伴隨著的是更為嚴格的加工工藝和更為精確的測量要求。在某些場合,光亮表面面形精度會極大地影響著其使用性能,但普通的三維形貌測量方法對此難以測量。為了能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量和進一步提高生產(chǎn)效率,對光亮平面進行快速、準確的三維形貌測量技術研究具有重要的意義。本文給出了基于雙目視覺結合相位偏折法對光亮表面進行三維形貌測量的方案,雙目系統(tǒng)布局選用相機橫向擺放方式,完整的LCD顯示屏-雙目相機-可調(diào)節(jié)載物臺測量系統(tǒng)被集成在定制框架內(nèi)。論文的主要研究內(nèi)容包括:1.相位解包裹技術研究。選用四步相移法投射條紋圖,結合倍頻法完成正弦條紋絕對相位的求解。在主值相位圖內(nèi)進行反向相位誤差補償,從而完成相移法中存在的非線性相位誤差校正,以提高解包裹精度。2.系統(tǒng)標定技術研究。整個測量系統(tǒng)標定分為雙目系統(tǒng)標定及屏幕位置標定,雙目相機的標定基于定制棋盤格靶標完成,屏幕位置標定采用先標定屏幕鏡像,后結合鏡面反射定律得到相機系統(tǒng)與真實屏幕的相對位置關系。將系統(tǒng)標定得到的位置參數(shù)使用Levenberg-Marquardt算法優(yōu)... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三坐標測量機

第一章緒論3在國外，大阪大學研究開發(fā)的自適應立體視覺伺服系統(tǒng)，可實現(xiàn)目標運動預測及系統(tǒng)的自適應跟蹤[17]。華盛頓大學與微軟相互合作，針對火星衛(wèi)星“探測者”號開發(fā)寬基線立體視覺系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)火星地形準確定位和導航操作�？査刽敹蚶砉W院與豐田技術研究所共同建立KITTI數(shù)據(jù)集，研究大規(guī)模圖像的車載雙目視覺，應用于自動駕駛技術。在國內(nèi)，浙江大學在無需明確物體的先驗運動情況下獲取特征點的坐標，可完成對具有多自由度的機械裝置位姿檢測[18]，哈爾濱工業(yè)大學使用光束平差法求得精確的雙目相機內(nèi)外參數(shù)，提高相機標定精度，給出三維運動雙目視覺檢測方案[19]。嫦娥二號搭載的玉兔號也配備雙目立體相機，進行避障。圖1.2雙目立體視覺系統(tǒng)Fig1.2Binocularstereovisionsystem（2）激光三角法激光三角形法的基本原理是用激光源掃描被測物體表面，通過分析經(jīng)待測表面形貌調(diào)制的光場，根據(jù)接收光與發(fā)送光之間所形成的幾何三角關系來獲得物體的三維信息[20][21]。該方法偏置距離大、測量范圍廣，廣泛應用于物體位移、厚度和三維面形測量。工業(yè)中常用激光位移感應器來檢測工件表面平整度，盡管該類產(chǎn)品已經(jīng)在工業(yè)測量中廣泛的應用，但由于光線系統(tǒng)存在像差，使得激光光束通過系統(tǒng)后會形成彌散斑等現(xiàn)象[22]。在被測物表面存在不連續(xù)的階躍或孔洞、鏡面反射、顏色較為復雜或透明等特殊情況時，激光三角法將難以獲得較好的測量效果。圖1.3Surphaser高精度激光掃描儀Fig1.3Surphaserhighprecisionlaserscanner

第一章緒論3在國外，大阪大學研究開發(fā)的自適應立體視覺伺服系統(tǒng)，可實現(xiàn)目標運動預測及系統(tǒng)的自適應跟蹤[17]。華盛頓大學與微軟相互合作，針對火星衛(wèi)星“探測者”號開發(fā)寬基線立體視覺系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)火星地形準確定位和導航操作�？査刽敹蚶砉W院與豐田技術研究所共同建立KITTI數(shù)據(jù)集，研究大規(guī)模圖像的車載雙目視覺，應用于自動駕駛技術。在國內(nèi)，浙江大學在無需明確物體的先驗運動情況下獲取特征點的坐標，可完成對具有多自由度的機械裝置位姿檢測[18]，哈爾濱工業(yè)大學使用光束平差法求得精確的雙目相機內(nèi)外參數(shù)，提高相機標定精度，給出三維運動雙目視覺檢測方案[19]。嫦娥二號搭載的玉兔號也配備雙目立體相機，進行避障。圖1.2雙目立體視覺系統(tǒng)Fig1.2Binocularstereovisionsystem（2）激光三角法激光三角形法的基本原理是用激光源掃描被測物體表面，通過分析經(jīng)待測表面形貌調(diào)制的光場，根據(jù)接收光與發(fā)送光之間所形成的幾何三角關系來獲得物體的三維信息[20][21]。該方法偏置距離大、測量范圍廣，廣泛應用于物體位移、厚度和三維面形測量。工業(yè)中常用激光位移感應器來檢測工件表面平整度，盡管該類產(chǎn)品已經(jīng)在工業(yè)測量中廣泛的應用，但由于光線系統(tǒng)存在像差，使得激光光束通過系統(tǒng)后會形成彌散斑等現(xiàn)象[22]。在被測物表面存在不連續(xù)的階躍或孔洞、鏡面反射、顏色較為復雜或透明等特殊情況時，激光三角法將難以獲得較好的測量效果。圖1.3Surphaser高精度激光掃描儀Fig1.3Surphaserhighprecisionlaserscanner

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種立體相位偏折測量系統(tǒng)標定方法[J]. 劉方明,林嘉睿,孫巖標,邾繼貴.  激光與光電子學進展. 2020(05)
[2]提高多頻條紋投影相位提取精度的反向誤差補償法[J]. 毛翠麗,盧榮勝.  光學學報. 2018(04)
[3]條紋反射法檢測光學反射鏡面形[J]. 袁婷,張峰,陶小平,周潤,付錦江.  光子學報. 2015(09)
[4]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.  光學學報. 2009(04)
[5]基于相移和非相干成像的反射鏡面形測量方法[J]. 劉元坤,蘇顯渝,姜美花,李澤仁.  光電子·激光. 2006(04)
[6]激光三角法綜述[J]. 王曉嘉,高雋,王磊.  儀器儀表學報. 2004(S2)
[7]雙目立體視覺技術的實現(xiàn)及其進展[J]. 隋婧,金偉其.  電子技術應用. 2004(10)

博士論文
[1]三維運動立體視覺測量方法研究[D]. 崔家山.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]基于多重傾斜波面的光學自由曲面非零位干涉測量關鍵技術研究[D]. 沈華.南京理工大學 2014
[3]機器人雙目立體視覺若干關鍵理論問題及其技術實現(xiàn)研究[D]. 賴小波.浙江大學 2010
[4]基于數(shù)字光柵投影的結構光三維測量技術與系統(tǒng)研究[D]. 李中偉.華中科技大學 2009

碩士論文
[1]雙目立體視覺自定位線掃描三維測量技術[D]. 殷玉龍.合肥工業(yè)大學 2015
[2]基于散焦技術的光柵三維測量方法研究[D]. 嚴鑫.江蘇科技大學 2015
[3]反射表面三維形貌的測量方法研究[D]. 田宇.山東大學 2014



本文編號：3211051