光柵投影三維輪廓測量技術(shù)標(biāo)定方法的研究.pdf

1、三維物體輪廓測量技術(shù)廣泛地應(yīng)用于反求工程、醫(yī)療診斷、模具設(shè)計、CAD/CAM設(shè)計、在線檢測等領(lǐng)域。本文以三維輪廓測量技術(shù)為基礎(chǔ)，采用光柵投影測量物體三維輪廓，以高精度、自動化、可重復(fù)性、方便快捷為目標(biāo)，重點(diǎn)對系統(tǒng)標(biāo)定、解相位進(jìn)行了研究。 光柵投影測量物體三維輪廓技術(shù)利用計算機(jī)生成光柵條紋，通過投影儀投射到被測物體表面，采用CCD攝像機(jī)捕獲條紋圖像。由于攝像機(jī)和投影儀存在一定的角度，從攝像機(jī)中獲得的圖像是經(jīng)過物體表面調(diào)制而成的變形

2、光柵圖像，利用三角形法從變形光柵中提取被測物體的高度信息。 通過CCD攝像機(jī)采集圖像，經(jīng)控制軟件進(jìn)行圖像預(yù)處理，然后對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，獲得物體三維輪廓高度信息的重要參數(shù)。圖像采集和處理中，利用VC6.0進(jìn)行軟件設(shè)計，完成圖像采集、位圖轉(zhuǎn)換、閾值變換等功能，采用Matlab6.5進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定算法和解相位的研究。 在系統(tǒng)標(biāo)定過程中，為了克服傳統(tǒng)系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)中水平度、垂直度的局限，采用新的系統(tǒng)標(biāo)定方法對測量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。在此基礎(chǔ)

3、上，詳細(xì)地分析了CCD攝像機(jī)內(nèi)外部參數(shù)的標(biāo)定方法。分別采用激光法測量像平面中心，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攝像機(jī)圖像畸變校正，將畸變模型轉(zhuǎn)化為理想針孔模型進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，使標(biāo)定過程簡單、快捷、準(zhǔn)確，提高了可重復(fù)性。在解相位中，采用四步相移技術(shù)求解相位信息，同時利用逐點(diǎn)掃描法進(jìn)行去包裹處理。 實(shí)驗(yàn)證明，采用光柵投影進(jìn)行三維物體輪廓的測量，其測量速度快、精度高、誤差小，驗(yàn)證了改進(jìn)后的系統(tǒng)標(biāo)定算法的可行性，提高了系統(tǒng)標(biāo)定的可重復(fù)性和精度。