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光栅投影三维形貌测量技术的研究.pdf
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3秒自动关闭窗口【论文】光针式三维表面形貌测量仪的研制_百度文库
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光针式三维表面形貌测量仪的研制研​制​了​一​种​基​于​动​态​聚​焦​探​测​法​的​新​型​光​针​式​三​维​表​面​形​貌​测​量​仪​,​该​仪​器​可​实​现​表​面​三​维​形​貌​的​快​速​、​无​损​、​非​接​触​测​量​。​介​绍​了​该​仪​器​的​测​量​原​理​、​仪​器​结​构​、​伺​服​机​构​的​设​计​并​给​出​了​实​测​结​果​。​仪​器​垂​直​测​量​范​围​为0μ​m​;​垂​直​方​向​测​量​精​度​可​达.μ​m​,​分​辨​率​为.1​μ​m​。
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你可能喜欢基于结构光的物体三维形貌测量--《哈尔滨工程大学》2012年硕士论文
基于结构光的物体三维形貌测量
【摘要】：随着测量技术的发展和进步，三维形貌测量已经逐渐成为研究热点。近年来，随着图像处理技术、激光技术、以及计算机技术的发展，使得光学式非接触三维形貌测量技术成为可能并得到广泛的应用。其中以结构光投影为代表的三维形貌测量技术是最具有发展前途的三维形貌测量技术。它具有精度高、速度快、分辨率高、抗干扰性能好等优点，在工业环境中倍受瞩目，在三维自动检测和物体识别等领域内具有不可替代的作用。
在结构光法中，相位法以其结构简单、成本低以及抗干扰能力强而倍受关注，论文重点讨论了相位法三维形貌测量技术中的两种典型方法——傅立叶变换法和相移法。它们是投射光栅条纹到被测物体表面上，光栅的条纹被物体表面的凹凸不平所调制，从而产生变形，通过变形的条纹提取出被测物体的三维形貌数据。
论文的具体研究内容和工作如下：
首先，分析了三维形貌测量理论，在此基础上，重点讨论了基于结构光的形貌测量中的两种典型测量方法：傅立叶变换法和相移法，推导了两种方法的相位测量表达式，并研究了相位展开的原理。
其次，分析测量系统的结构，讨论了测量系统的标定方法，给出了一种快速的系统标定方法。
再次，针对传统相位展开算法的不足，引出了论文中使用的质量图引导算法，通过仿真对比了两种相位展开算法。然后对傅立叶变换法和相移法三维形貌测量算法进行了仿真对比，验证了算法的有效性。仿真结果表明，使用相移法比傅立叶变换法的测量精度高。
最后，搭建了相移法物体三维形貌测量的实验平台，给出了实验的过程，分析了影响测量结果的各种因素。实验中，测量的圆筒的高度误差为8.2%，直径误差为1.8%，长度误差为3.3%。由此，基于论文中采用的相移法、系统标定方法以及相位展开方法，可以测量出比较精确的物体三维形貌。
【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TP391.41【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-10第1章 绪论10-17 1.1 课题的背景、目的及意义10-12 1.2 三维形貌测量的基本方法及国内外现状12-15
1.2.1 被动式测量12-13
1.2.2 主动式测量13-15 1.3 课题主要研究内容及章节安排15-17第2章 基于结构光的三维形貌测量理论基础17-25 2.1 引言17 2.2 基于结构光的三维形貌测量方法概述17-21
2.2.1 直接三角法17-18
2.2.2 相位法18-19
2.2.3 相位法三维形貌测量基本原理19-21 2.3 相位法三维形貌测量相位的求解21-23
2.3.1 傅立叶变换法（FTP）21-22
2.3.2 相移法（PMP）22-23 2.4 相位展开23-24 2.5 本章小结24-25第3章 测量系统标定方法的研究25-37 3.1 引言25 3.2 测量系统结构分析25-29 3.3 空间坐标转换29-33
3.3.1 针孔成像模型29-31
3.3.2 透视投影矩阵的求解31-33 3.4 测量系统标定方法的研究33-36
3.4.1 z 标定33-34
3.4.2 (x, y)标定34-36 3.5 本章小结36-37第4章 相位法三维形貌测量算法的仿真37-45 4.1 引言37 4.2 相位展开的仿真37-39 4.3 傅立叶变换法和相移法三维形貌测量的仿真39-44
4.3.1 被测物体的模拟39-40
4.3.2 参考光栅与变形光栅的模拟40-41
4.3.3 傅立叶变换法和相移法的仿真41-43
4.3.4 仿真结果分析43-44 4.4 本章小节44-45第5章 相移法三维形貌测量系统实验及结果分析45-56 5.1 引言45 5.2 相移法三维形貌测量实验系统45-47 5.3 相移法三维形貌测量实验过程47-53
5.3.1 实验步骤47-48
5.3.2 z 标定实验48-50
5.3.3 (x, y)标定实验50-51
5.3.4 相移法测量实验51-53 5.4 实验结果与分析53-54 5.5 测量系统误差的主要影响因素54-55 5.6 本章小节55-56结论56-57参考文献57-62攻读学位期间发表的学术论文62-63致谢63
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