PMP物体表面三维轮廓测量研究

摘要

随着科学技术和工业生产的发展，在现实生活中对物体表面三维轮廓、几何尺寸、各种模具和自由曲面以及表面形变的测量工作越来越多，精度要求也越来越高。传统的接触式测量方法由于其自身的测量特点和局限性促使人们谋求新的测量方式以满足生产和生活的应用需求，非接触测量方法在这样的一种背景下应运而生。目前，因为非接触特性的光学测量方法优点较多，包括无破损、高分辨率、数据获取速度快，所以被认为是最有前途的三维轮廓测量方法。但是，尽管非接触特性的光学测量方法应用于物体表面轮廓测量技术以及物体形变测量的研究日趋成熟，但是大多仍具有一定的局限性，例如大多局限于较小尺寸，表面凹凸较平缓的物体的单一量测量，对于曲率变化较大的物体表面测量精度比较低、测量效率不高，测量技术应用范围相对较小，测量系统成本较高等等。相位测量轮廓术作为非接触式测量方法中的一种，近年来成为在国际上研究的热门课题之一，相位测量轮廓术是利用计算机设计好一定间隔与宽度的条纹光栅，通过投影仪投射到被测物体表面上，然后用CCD摄像机获取条纹图像。由于条纹受到物体表面上不同高度点的调制而发生变形，根据通讯理论认为变形条纹携带了物体的高度信息。利用三角形法从变形条纹中来提取物体的高度信息。该技术被广泛地应用于逆向工程计算、机器视觉、CAD／CAM设计、医疗诊断、模具设计、质量控制、在高速在线检测领域。
　　本研究在通过研究目前现有的物体表面三维轮廓与物体形变的测量方法现状的基础上，将投影条纹测量轮廓术作为关键技术应用于物体表面三维轮廓与形变测量研究。通过对相位测量轮廓方法基本测量原理的分析和研究，掌握及利用光栅条纹来测量物体表位轮廓的投影、采集，重建显示了所得到的被测物体表面的三维数据点,利用相位测量轮廓系统实际应用于一系列物体表面轮廓的测量，得到较好了的实验结果，并对结果进行了详细的研究分析，实验结果证明相位测量轮廓术运用于物体表面三维轮廓测量具有一定的现实意义。

目录

声明

第1章 绪论

1.1本课题的研究背景以及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3 本文研究内容

第2章 相位轮廓测量系统轮廓重构方法

2.1 相位轮廓测量系统的原理

2.2 相位轮廓测量系统的相位提取

2.3 本章小结

第3章 相位轮廓测量系统的标定

3.1摄像机标定问题

3.2高度Z标定问题

3.1位置X,Y标定问题

3.3 本章小结

第4章 相位轮廓测量实验

4.1 实验系统结构

4.2 实验结果及分析

4.3 本章小结

第5章 起重机械吊钩表面轮廓测量

5.1引言

5.2吊钩表面轮廓实验

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 研究总结

6.2 未来展望

参考文献

致谢