基于液面断层扫描的鞋内腔测量系统的关键技术研究

摘要

工业界的很多领域对窄小的物体内部需要进行测量，例如制鞋业需要对鞋的内部形状进行测量制楦。目前测量鞋内部形状的方法是将石膏注入鞋内部制楦，再对鞋楦的外形进行测量后就可以反求出鞋内部的形状。这种测量方法由于石膏在固化过程中的收缩以及拔出过程中的破损，精度无法保证；同时操作周期较长，效率也较低。
　　 本论文分析了已有的鞋楦数字化加工特点，提出了一种全新的基于液面断层扫描的鞋内腔测量方法，可实现简便而快速地测量鞋内腔的空间形状。
　　 文章主要内容：
　　 (1) 阐述了该测量方法的基本原理。将液体作为测量介质，向鞋内腔步距注入液体，用高精度摄像机采集液面断层图像，再对图像进行处理提取边缘。
　　 (2) 进行了系统的设计及结构设计，研究了扫描过程中实现高精度测量的几个关键技术：液体的选取与鞋内腔预处理、图像采集系统、照明系统及标定方法。对整个系统误差进行了理论分析并对各个关键技术进行了具体方案论证。
　　 (3) 针对扫描所得的图像的特性，采取了适合图像的滤波方法和自适应阈值分割方法，实现了图像高精度的边缘提取，通过软件对二维图像组进行三维反求进而观察得到的鞋楦模型。
　　 该系统同时涉及到光、机、电等技术等，在测量鞋内腔时尚存在一些难题，故还需更进一步地深入研究。