【摘要】：隨著我國(guó)加工業(yè)和制造業(yè)的飛速發(fā)展以及現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域中,復(fù)雜表面形貌零部件的三維測(cè)量技術(shù)逐漸成為研究重點(diǎn)。以激光三角法為原理的線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)具有高精度、易擴(kuò)展、魯棒性強(qiáng)等特點(diǎn),已成為非接觸式三維測(cè)量中應(yīng)用最廣泛、最具有發(fā)展前景的技術(shù)。傳統(tǒng)單視角線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量面對(duì)較復(fù)雜的被測(cè)工件時(shí),存在表面被部分遮擋情況,導(dǎo)致了測(cè)量數(shù)據(jù)不完整的問題。針對(duì)該問題,本文設(shè)計(jì)了雙目線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng),線結(jié)構(gòu)光垂直投射于被測(cè)工件表面,兩個(gè)相機(jī)和線結(jié)構(gòu)光之間的位置關(guān)系相對(duì)固定,由位移平臺(tái)帶動(dòng)沿著工件掃描,獲取工件表面的雙視角點(diǎn)云,配準(zhǔn)融合后得到了更為完整的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)用于三維測(cè)量。本文的研究工作包含以下幾個(gè)方面:(1)推導(dǎo)并分析了線結(jié)構(gòu)光雙目三維測(cè)量模型和原理,根據(jù)透視投影測(cè)量模型完成了系統(tǒng)的硬件選型、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)。(2)根據(jù)雙目線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn),改進(jìn)了傳統(tǒng)平面標(biāo)定板上Mark點(diǎn)的陣列方式,利用新式平面標(biāo)定板完成了相機(jī)、線結(jié)光光平面、位移平臺(tái)參數(shù)的一體化標(biāo)定,并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定的結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。(3)使用局部閾值分割和形態(tài)學(xué)處理相結(jié)合的圖像預(yù)處理方法將光條區(qū)域有效分割出來,并利用Steger算法完成光條中心提取,解決了走向復(fù)雜的光條中心提取不精確、效率低的問題。(4)針對(duì)大規(guī)模點(diǎn)云配準(zhǔn)實(shí)時(shí)性差的問題,提出了點(diǎn)云初始位姿偏差補(bǔ)償?shù)姆椒?配準(zhǔn)加速實(shí)驗(yàn)表明,該方法相比于直接ICP算法配準(zhǔn)可以縮短90%以上的時(shí)間。高度測(cè)量實(shí)驗(yàn)以及復(fù)雜工件實(shí)際三維測(cè)量應(yīng)用,驗(yàn)證了本文算法的有效性與實(shí)用性,系統(tǒng)的測(cè)量精度可以達(dá)到0.05mm,綜合性能穩(wěn)定,實(shí)時(shí)性高,能夠滿足工業(yè)在線三維測(cè)量的需求。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TH74;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2715765