发射筒内导轨直线度测量方法研究

摘要

直线度测量是几何量计量领域里一个最基本的项目，它是平面度、平行度、垂直度、同轴度等几何量测量的基础。同时，直线度测量是机械加工中一项常见而重要的测量项目，它主要包括对工件实际表面直线度误差的测量以及对直线导轨或直线运动机构直线度误差的测量。
　　直线度作为形状误差的要素之一，直接影响设备精度、性能、质量。在有些场合，甚至是决定因素，因此直线度的检测与校正非常重要。本课题所研究的是用于发射筒内导轨直线度的测量方法。根据课题中发射筒的导轨长（3-6米），直线度误差大（0.3mm/m）的特点，利用传统的准直光管或激光准直法很容易超出量程，提出了基于视觉测量的直线度测量法。
　　本文分析对比了传统的直线度测量方法，得出由于传统的直线度测量方法（如激光准直法）由于量程小，易受环境温度的影响，不适合本课题中直线度测量的特点，提出了适合测量发射筒直线度测量的方法—基于视觉测量的直线度测量方法。
　　根据所研究课题的特点，本文设计了测量系统的模型并且分析了系统的测量原理，给出了发射筒内姿态值的求解算法。研究了特征点的提取与质心算法，给出了计算质心的双线性插值法。针对摄像机的各种线性和非线性畸变，研究了摄像机的成像模型和标定方法，根据本系统的测量要求提出基于共线性方程组的非线性优化算法模型；针对图像的灰度值与光学特征点距像机的距离有直接关系，设计了光学特征点亮度自动控制电路。
　　设计的基于视觉检测的直线度测量方法经试验表明，达到了测量精度要求，具有测量距离长，量程大的特点，实验验证了所提出的直线度测量方法的合理性，为发射筒内导轨直线度的测量提供新的技术途径。

目录

发射筒内导轨直线度测量方法研究

THE STUDY ON THE MEASUREMENTOF THE STRAIGHTNESS FOR INNERGUIDEWAY OF LAUNCHER

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.2.1 直线度简介

1.2.2 直线度测量现状及分析

1.3 课题的来源、研究的目的和意义及主要研究内容

1.3.1 课题来源

1.3.2 课题研究的目的和意义

1.3.3 课题研究的主要内容

第2章 直线度测量系统设计

2.1 总体设计

2.2 测量模型

2.2.1 测量系统的组成

2.2.2 系统建模

2.3 特征点提取

2.4 质心亚像素计算方法

2.5 本章小结

第3章 摄像机的标定

3.1 引言

3.2 标定技术研究现状及分析

3.2.1 变换矩阵法

3.2.2 非线性最优化方法

3.2.3 Tsai 的两级标定法

3.3 平面标定和立体标定

3.4 标定方法的选择

3.5 摄像机标定原理与方法

3.5.1 摄像机成像几何线性模型

3.5.2 空间点与像点的非线性关系

3.6 标定过程

3.7 本章小结

第4章 光点亮度自动控制

4.1 引言

4.2 系统工作原理

4.3 电流控制原理

4.3.1 红外发光二极管介绍

4.3.2 控制原理

4.4 软件编程

4.5 本章小结

第5章 实验

5.1 实验原理

5.2 实验目的

5.3 实验设备

5.4 软件介绍

5.5 测量过程

5.6 实验结果分析

5.7 本章小结

结论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致谢