【摘要】：空間三維坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在先進(jìn)制造、機(jī)器人導(dǎo)航、航天器交會(huì)對(duì)接、導(dǎo)彈跟蹤定位和醫(yī)療服務(wù)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。隨著光電式半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展,利用光電探測(cè)技術(shù)來(lái)獲取目標(biāo)空間三維位置坐標(biāo)成為當(dāng)前測(cè)量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。位置敏感探測(cè)器(Position Sensitive Detector,PSD)是一種基于橫向光電效應(yīng)、對(duì)入射光敏感的連續(xù)型光電器件,具有連續(xù)測(cè)量、響應(yīng)速度快、位置分辨率高、信號(hào)處理電路相對(duì)簡(jiǎn)單和對(duì)光學(xué)系統(tǒng)要求較低等優(yōu)點(diǎn)。但目前針對(duì)基于PSD的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)研究較少,因此,本文根據(jù)雙目視覺原理,搭建了基于PSD的空間點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)置于被測(cè)目標(biāo)上的紅LED點(diǎn)光源的空間三維坐標(biāo)測(cè)量。本文主要研究工作如下:首先,對(duì)PSD的工作原理及性能指標(biāo)進(jìn)行了說(shuō)明,搭建了基于PSD的空間點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)量硬件系統(tǒng),且基于LabVIEW平臺(tái)編寫了數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)程序。其次,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于基于PSD的空間點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)量。編寫MATLAB程序,實(shí)現(xiàn)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的空間點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)量預(yù)測(cè),并計(jì)算空間點(diǎn)的實(shí)際位置坐標(biāo)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)坐標(biāo)間的測(cè)量誤差。然后,針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于空間三維坐標(biāo)測(cè)量時(shí)存在的不足,用遺傳算法和思維進(jìn)化算法分別對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果表明:思維進(jìn)化算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)三維坐標(biāo)測(cè)量精度更高。最后,分析了影響基于PSD的空間點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)誤差的各種因素并提出了減小誤差的有效措施。通過(guò)實(shí)驗(yàn),定量分析了背景光對(duì)系統(tǒng)測(cè)量精度的影響程度。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TP183

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本文編號(hào)：2590994