基于CCD的三軸相交度測量原理與裝置方案設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、軸線相交度是一種重要的精度指標(biāo)，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(jī)和某些機(jī)床中對其大小都有一定的要求。現(xiàn)有的測量方法只能測量特定設(shè)備中軸線的相交度，且測量的多是瞬時(shí)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(jìn)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(shù)，它以數(shù)字圖像作為被測量信息的載體，能實(shí)現(xiàn)非接觸、柔性和實(shí)時(shí)測量，目前已在得到廣

2、泛的應(yīng)用。本文通過研究，提出一種利用圖像測量技術(shù)對軸線相交度進(jìn)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(shí)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(jī)的成像原理，建立了測量模型和軸線的位置關(guān)系模型。研究了轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動的特點(diǎn)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(jì)算轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)誤差和平均回轉(zhuǎn)中心，并推導(dǎo)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(jìn)行了研究，采用無限遠(yuǎn)像距

3、光學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)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(shù)，本文也進(jìn)行了研究。在圖像預(yù)處理中，通過實(shí)驗(yàn)選擇中值濾波法去除噪聲，使用Sobel算子提取邊緣點(diǎn)。然后通過多次Hough變換，逐步精確檢測靶標(biāo)的邊線。為提高測量精度，采用亞像素細(xì)分算法精確定位邊緣點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，灰度矩法定位精度高，計(jì)算方便，完全滿足測量要求。在精確定位邊緣點(diǎn)后，推導(dǎo)出了被測靶標(biāo)中特征點(diǎn)的計(jì)算公式。根據(jù)測量原理和圖像處理方法，編寫了相關(guān)程序。