基于CCD的三軸相交度測量原理與裝置方案設計的研究.pdf

1、軸線相交度是一種重要的精度指標，在神光-Ⅲ靶場光電系統(tǒng)的大口徑的反射鏡架及倍頻晶體框架、三軸仿真轉(zhuǎn)臺、精密離心機和某些機床中對其大小都有一定的要求?，F(xiàn)有的測量方法只能測量特定設備中軸線的相交度，且測量的多是瞬時回轉(zhuǎn)軸線，不具有廣泛適用性，因此，需要對軸線相交度的測量原理進行分析，并提出新的軸線相交度測量方案。
　　圖像測量是近年來興起的一種新的測量技術，它以數(shù)字圖像作為被測量信息的載體，能實現(xiàn)非接觸、柔性和實時測量，目前已在得到廣

2、泛的應用。本文通過研究，提出一種利用圖像測量技術對軸線相交度進行測量的方法。該方法能直接在轉(zhuǎn)軸軸端測量回轉(zhuǎn)誤差并引出平均回轉(zhuǎn)軸線，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)誤差和三軸相交度的快速測量。
　　本文根據(jù)CCD相機的成像原理，建立了測量模型和軸線的位置關系模型。研究了轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)運動的特點和回轉(zhuǎn)誤差的評定方法。利用最小二乘法和最小區(qū)域圓法計算轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)誤差和平均回轉(zhuǎn)中心，并推導出轉(zhuǎn)軸平均回轉(zhuǎn)軸線的方程。根據(jù)測量要求，對成像原理進行了研究，采用無限遠像距

3、光學系統(tǒng)，設計出了三軸相交度測量方案。
　　對測量圖像的處理所涉及的技術，本文也進行了研究。在圖像預處理中，通過實驗選擇中值濾波法去除噪聲，使用Sobel算子提取邊緣點。然后通過多次Hough變換，逐步精確檢測靶標的邊線。為提高測量精度，采用亞像素細分算法精確定位邊緣點。通過實驗發(fā)現(xiàn)，灰度矩法定位精度高，計算方便，完全滿足測量要求。在精確定位邊緣點后，推導出了被測靶標中特征點的計算公式。根據(jù)測量原理和圖像處理方法，編寫了相關程序。