條紋投影測(cè)量物體三維輪廓技術(shù).pdf

1、測(cè)量物體三維輪廓技術(shù)是近幾年國際上研究的熱門課題之一,該技術(shù)廣泛地應(yīng)用于反求工程計(jì)算、CAD/CAM設(shè)計(jì)、醫(yī)療診斷、模具設(shè)計(jì)、在線檢測(cè)等領(lǐng)域.鑒于三維輪廓測(cè)量技術(shù)有著重要工業(yè)價(jià)值,該文在前人研究三維輪廓測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上,以高精度、自動(dòng)化、實(shí)時(shí)檢測(cè)為目標(biāo),設(shè)計(jì)了用條紋投影測(cè)量物體三維輪廓測(cè)量系統(tǒng),并對(duì)標(biāo)定算法做了深入的研究.條紋投影測(cè)量三維輪廓技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)好一定間隔與寬度的條紋光柵,通過投影儀投射到被測(cè)物體表面上,然后用CCD攝像

2、機(jī)獲取條紋圖像.由于條紋受到物體表面上不同高度點(diǎn)的調(diào)制而發(fā)生變形,根據(jù)通訊理論認(rèn)為變形條紋攜帶了物體的高度信息.利用三角形法從變形條紋中來提取物體的高度信息.獲取物體的高度信息可分兩步:首先對(duì)條紋圖進(jìn)行了圖像預(yù)處理,使用重心法提取條紋中心線,其次通過新的系統(tǒng)標(biāo)定算法,恢復(fù)物體三維輪廓高度信息.在系統(tǒng)標(biāo)定過程中,詳細(xì)地分析了傳統(tǒng)標(biāo)定方法存在水平度、垂直度的局限性,在此基礎(chǔ)上提出了系統(tǒng)標(biāo)定的新算法.新的系統(tǒng)標(biāo)定算法詳述了攝像機(jī)光心空間位置的

3、標(biāo)定過程,精度可達(dá)到0.5mm;同時(shí)提出標(biāo)定投影儀光學(xué)中心的算法,具有計(jì)算簡單,容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn);首次引入了虛擬變形點(diǎn)與虛擬未變形點(diǎn)以及它們的求解方法.新的標(biāo)定算法相對(duì)于傳統(tǒng)標(biāo)定算法具有原理簡便、徹底解除了水平度與垂直度的約束條件,在使用中操作更加容易的特點(diǎn).文中采用VC6編寫了測(cè)量軟件的界面、圖像處理、算法處理,以及系統(tǒng)的標(biāo)定算法所需要的源代碼程序.通過實(shí)驗(yàn)證明,條紋投影測(cè)量物體輪廓技術(shù)具有速度快,操作簡單的特點(diǎn);同時(shí)也驗(yàn)證了提出的系統(tǒng)