高精度激光扫描微表面检测与重构
发布时间：2022-11-05 05:35
随着科学技术与生产工艺的快速发展,微小型化技术经过多年的研发,已经成为许多学科的前沿领域,在精密机械、电子、光学等领域有着广泛的应用前景。微型机械的使用日渐广泛,微小零件几何尺寸和缺陷的精确检测是保证微小产品质量的关键环节,微小零件尺寸检测技术的提高具有重要的意义。正是因为微小零件的尺寸微小、表面不宜接触等特点,对高精度的检测技术具有更大难度。本文分析了基于激光三角法的单线激光扫描测量技术,并对相关技术进行深入研究。完成对测量系统的研制,实现对待测表面的高精度三维重构。基于激光三角测量原理,以线激光光源为基础,建立三维测量系统数学模型,实现对物体微表面的三维面型检测与重构。在测量系统数学模型建立过程中,为了提高系统测量精度,本文对影响测量精度的因素进行分析,对比了激光光源垂直入射和斜式入射两种投射方式的优缺点,分析了不同的系统结构对测量精度的影响,并研究了相机内部参数标定和光平面方程参数标定精度以及镜头的景深等因素对测量结果的影响,优化系统结构,为提高系统测量精度提供理论支持。在相机内部参数标定过程中,结合Tsai相机标定方法。首先利用Halcon标定板,根据特征点移动的方法求解相机主...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 三维测量技术研究现状
1.3 主要的三维测量技术
1.3.1 时间飞行测量法
1.3.2 双目视差测量法
1.3.3 结构光三维测量法
1.3.4 基于激光扫描三维测量法
1.4 论文研究内容
第二章 激光扫描测量原理及系统设计分析
2.1 引言
2.2 激光三角法测量原理
2.2.1 垂直入射式激光三角法
2.2.2 斜式入射式激光三角法
2.2.3 垂直入射式与斜入射式激光三角测量法的比较
2.3 提高三维检测精度分析
2.3.1 系统结构对测量误差的影响
2.3.2 系统参数标定精度对测量误差的影响
2.3.3 镜头景深的影响
2.3.4 激光条纹质量对测量误差的影响
2.3.5 检测死角分析
第三章 激光扫描三维测量系统研制及参数标定
3.1 激光扫描微表面测量系统组成
3.2 相机内部参数标定
3.2.1 相机自标定法
3.2.2 经典的线性相机标定方法
3.2.3 基于消隐点的相机标定方法
3.2.4 本文的相机内参标定方法
3.3 系统结构参数的标定
3.3.1 基于拉丝法的光平面标定方法
3.3.2 基于交比不变性原理的光平面标定方法
3.3.3 本文采用的光平面参数标定方法
3.4 测量系统的参数标定结果
第四章 激光条纹图像处理
4.1 引言
4.2 特征点提取
4.2.1 Moravec角点检测
4.2.2 Harris角点检测算子
4.3 激光条纹中心点提取
4.3.1 常见的条纹中心提取算法
4.3.2 本文采用的条纹中心提取方法
第五章 表面重构与检测精度分析
5.1 目标表面检测与重构
5.2 系统测量精度分析
总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于视觉的虚拟现实与增强现实融合技术[J]. 宁瑞忻,朱尊杰,邵碧尧,龚冰剑,颜成钢. 科技导报. 2018(09)
[2]基于MATLAB对相机标定的研究[J]. 陈陆义. 科技创新与应用. 2016(03)
[3]焊接机器人实时引导中光条快速提取算法研究[J]. 刘常杰,李斌,郭寅,张云昊,刘洋. 激光技术. 2015(05)
[4]基于量块的线结构光视觉传感器直接标定方法[J]. 邹媛媛,赵明扬,张雷. 中国激光. 2014(11)
[5]基于畸变规律的三维结构光测量系统标定[J]. 陈会,密保秀,高志强. 光学学报. 2013(12)
[6]双目视觉立体标定方法的改进[J]. 刘军,李娜,刘鹏. 武汉工程大学学报. 2013(10)
[7]数字印模口内三维扫描技术研究[J]. 吴庆阳,曾祥军,黄锦辉,贺威. 深圳大学学报(理工版). 2013(01)
[8]变边限高斯拟合提取激光条纹中心线方法的研究[J]. 高世一,杨凯珍. 仪器仪表学报. 2011(05)
[9]系统标定中的透视投影模型[J]. 钟韬,袁威,左炜亮. 兵工自动化. 2011(03)
[10]基于OpenCV的摄像机标定方法研究[J]. 李跃,汪亚明,黄文清,朱小锴. 浙江理工大学学报. 2010(03)
博士论文
[1]中国汉族青年面貌特征及微笑特征瞬间成像三维立体扫描分析[D]. 侯彦.河北医科大学 2012
[2]线结构光三维自动扫描系统关键技术的研究[D]. 王鹏.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于视觉的工件定位与抓取[D]. 杨厚易.西南科技大学 2018
[2]线结构光三维测量系统关键技术的研究[D]. 崔亮纯.华南理工大学 2016
[3]基于激光三角法的物体三维轮廓测量系统[D]. 章金敏.武汉理工大学 2015
[4]基于线结构光视觉传感器的三维表面测量系统关键技术研究[D]. 杨建华.广东工业大学 2013
[5]双目立体视觉三维信息获取技术研究[D]. 卢传泽.广东工业大学 2013
[6]基于多信息融合的逆向工程技术研究[D]. 寇满.广东工业大学 2012
[7]低成本三维激光扫描仪系统关键技术研究[D]. 付培.哈尔滨工业大学 2010
[8]多视点深度图像的配准方法研究与实现[D]. 吕渭萍.电子科技大学 2008
本文编号：3702008
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 三维测量技术研究现状
1.3 主要的三维测量技术
1.3.1 时间飞行测量法
1.3.2 双目视差测量法
1.3.3 结构光三维测量法
1.3.4 基于激光扫描三维测量法
1.4 论文研究内容
第二章 激光扫描测量原理及系统设计分析
2.1 引言
2.2 激光三角法测量原理
2.2.1 垂直入射式激光三角法
2.2.2 斜式入射式激光三角法
2.2.3 垂直入射式与斜入射式激光三角测量法的比较
2.3 提高三维检测精度分析
2.3.1 系统结构对测量误差的影响
2.3.2 系统参数标定精度对测量误差的影响
2.3.3 镜头景深的影响
2.3.4 激光条纹质量对测量误差的影响
2.3.5 检测死角分析
第三章 激光扫描三维测量系统研制及参数标定
3.1 激光扫描微表面测量系统组成
3.2 相机内部参数标定
3.2.1 相机自标定法
3.2.2 经典的线性相机标定方法
3.2.3 基于消隐点的相机标定方法
3.2.4 本文的相机内参标定方法
3.3 系统结构参数的标定
3.3.1 基于拉丝法的光平面标定方法
3.3.2 基于交比不变性原理的光平面标定方法
3.3.3 本文采用的光平面参数标定方法
3.4 测量系统的参数标定结果
第四章 激光条纹图像处理
4.1 引言
4.2 特征点提取
4.2.1 Moravec角点检测
4.2.2 Harris角点检测算子
4.3 激光条纹中心点提取
4.3.1 常见的条纹中心提取算法
4.3.2 本文采用的条纹中心提取方法
第五章 表面重构与检测精度分析
5.1 目标表面检测与重构
5.2 系统测量精度分析
总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于视觉的虚拟现实与增强现实融合技术[J]. 宁瑞忻,朱尊杰,邵碧尧,龚冰剑,颜成钢. 科技导报. 2018(09)
[2]基于MATLAB对相机标定的研究[J]. 陈陆义. 科技创新与应用. 2016(03)
[3]焊接机器人实时引导中光条快速提取算法研究[J]. 刘常杰,李斌,郭寅,张云昊,刘洋. 激光技术. 2015(05)
[4]基于量块的线结构光视觉传感器直接标定方法[J]. 邹媛媛,赵明扬,张雷. 中国激光. 2014(11)
[5]基于畸变规律的三维结构光测量系统标定[J]. 陈会,密保秀,高志强. 光学学报. 2013(12)
[6]双目视觉立体标定方法的改进[J]. 刘军,李娜,刘鹏. 武汉工程大学学报. 2013(10)
[7]数字印模口内三维扫描技术研究[J]. 吴庆阳,曾祥军,黄锦辉,贺威. 深圳大学学报(理工版). 2013(01)
[8]变边限高斯拟合提取激光条纹中心线方法的研究[J]. 高世一,杨凯珍. 仪器仪表学报. 2011(05)
[9]系统标定中的透视投影模型[J]. 钟韬,袁威,左炜亮. 兵工自动化. 2011(03)
[10]基于OpenCV的摄像机标定方法研究[J]. 李跃,汪亚明,黄文清,朱小锴. 浙江理工大学学报. 2010(03)
博士论文
[1]中国汉族青年面貌特征及微笑特征瞬间成像三维立体扫描分析[D]. 侯彦.河北医科大学 2012
[2]线结构光三维自动扫描系统关键技术的研究[D]. 王鹏.天津大学 2008
硕士论文
[1]基于视觉的工件定位与抓取[D]. 杨厚易.西南科技大学 2018
[2]线结构光三维测量系统关键技术的研究[D]. 崔亮纯.华南理工大学 2016
[3]基于激光三角法的物体三维轮廓测量系统[D]. 章金敏.武汉理工大学 2015
[4]基于线结构光视觉传感器的三维表面测量系统关键技术研究[D]. 杨建华.广东工业大学 2013
[5]双目立体视觉三维信息获取技术研究[D]. 卢传泽.广东工业大学 2013
[6]基于多信息融合的逆向工程技术研究[D]. 寇满.广东工业大学 2012
[7]低成本三维激光扫描仪系统关键技术研究[D]. 付培.哈尔滨工业大学 2010
[8]多视点深度图像的配准方法研究与实现[D]. 吕渭萍.电子科技大学 2008
本文编号：3702008
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3702008.html
