用于金属结构件测量的单线结构光三维测量系统设计

发布时间：2020-05-29 15:41

【摘要】：随着计算机和光学领域的不断的发展,工业上三维测量领域的测量方式也越来越多,从传统的机械式测量方法到现在多使用计算机视觉等光学三维测量方法对物体进行三维尺寸的测量。光学三维测量方法由于不会与物体发生表面接触,使得物体表面对测量结果的影响较小,并且其测量速度快,结构较简单,价格适中,最重要的是精度较高,在各个方面都能满足工业测量的要求,因此,它的应用范围越来越广泛,在工业制造、缺陷检测、质量检测、生物医学、智能机器人等领域都有较广泛的应用和发展前景。本论文选用光学三维测量方法中结构简单、系统易于搭建且精度较高的测量方式单线结构光三维测量方法搭建测量系统,由选定的测量方案设计了各器件的安装结构,通过计算得到该系统的测量范围以及预估测量精度。接着使用圆点标定板在图像处理软件中完成了对测量系统的标定,包括相机标定、光平面的标定和运动位移标定;对拍摄到的激光光条使用灰度重心法进行激光光条中心线的提取,结合标定时确定的二维图像坐标和三维坐标的转换关系,分析处理一系列物体表面光条图像,完成物体表面的三维重建;由表面三维重建结果得到物体的Z坐标图像,分析该图像上的特征点得到所需的高度测量结果。本论文首先对不同高度的标准高度块进行高度的测量,得到本系统的测量误差范围并通过标准块的测量验证了本系统的测量范围;最后对目标物体进行表面三维重建,得到其5个特征位置的高度值,结合标准高度块的测量结果使用不确定度对其进行精度分析并对最后的结果进行误差分析。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH74;TP391.41

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本文编号：2687136