基于線結(jié)構(gòu)光的微V型槽三維尺寸的測量.pdf

1、在光纖傳輸過程中，連接耗損是影響傳輸質(zhì)量的重要因素之一。連接耗損由光纖端面的對接不佳所引起，當(dāng)使用微V型槽為連接部件時，光纖端面的對接質(zhì)量主要受制于微V型槽槽體的三維尺寸，因此對微V型槽的三維尺寸進(jìn)行測量對提高光纖連接質(zhì)量具有很重要的意義。當(dāng)前針對微V型槽的測量技術(shù)仍存在諸多困難和挑戰(zhàn)，首先是微V型槽的材質(zhì)問題，其透明反光的特點限制了測量的精度和準(zhǔn)確性;其次，測量精度的要求日漸增加，要達(dá)到亞微米級甚至納米級的精度成為了新的挑戰(zhàn)。另一方面

2、，在線測量、測量的經(jīng)濟(jì)性等也成了迫切需要解決的問題。
　　線結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)，相對于機(jī)械觸針式測量技術(shù)和其他的非接觸式測量技術(shù)，具有原理簡單、易于實現(xiàn)、精度較高、可用于在線測量等特點，因此本文采用線結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)對微V型槽的三維尺寸進(jìn)行測量。
　　根據(jù)線結(jié)構(gòu)光測量原理，設(shè)計了相關(guān)的測量裝置，包括顯微鏡及激光器的夾具和調(diào)整裝置，用于夾緊顯微鏡和激光器并調(diào)整兩者的相對位置。該裝置使用步進(jìn)電機(jī)帶動樣品運(yùn)動，達(dá)到一維掃描的目的。利用C

3、++語言、OpenCV庫、OpenGL庫，設(shè)計了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了圖像采集、電機(jī)控制、系統(tǒng)標(biāo)定、測量和顯示等功能。
　　通過深入研究線結(jié)構(gòu)光測量原理和相機(jī)標(biāo)定原理，本文基于Zhang的標(biāo)定法對相機(jī)內(nèi)參數(shù)、光平面方程、掃描方向分別設(shè)計相應(yīng)的標(biāo)定過程。提出了基于形態(tài)學(xué)的特征點提取算法和基于坐標(biāo)變換與RANSAC算法相結(jié)合的特征點排序算法。
　　基于形態(tài)學(xué)的特征點提取算法，對標(biāo)靶圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)腐蝕，使標(biāo)靶方格與背景分離，并使得

4、每個方格自成一個獨立的連通區(qū)域，借助相關(guān)的連通區(qū)標(biāo)記算法獲得每個方格的位置，從而提取出方格的中心點。
　　基于坐標(biāo)變換與RANSAC算法相結(jié)合的特征點排序算法，通過坐標(biāo)變換矩陣把特征點從圖像坐標(biāo)系變換到標(biāo)靶自身的坐標(biāo)系中，并把特征點重新進(jìn)行排列，使用RANSAC剔除誤排的特征點。
　　根據(jù)測量圖像的特點，提出基于Hough變換和灰度重心法的激光中心線提取算法。本文先對激光線進(jìn)行初步定位，并利用Hough變換檢測激光線的邊緣線