高速扫描多线结构光频闪投射技术

摘要

光学影像测量技术具有非接触、速度快、自动化程度高、柔性好等突出优点,在工业生产和制造业的在线检测中得到了广泛应用。光源投射器是三维影像测量的关键部件,其性能的优劣决定检测的精度和稳定性。本文以PCB印刷电路板缺陷在线检测为研究对象,设计出一套三维形貌测量系统的光源,以满足工业在线检测的高速、高精度要求。本文主要研究内容有:
　　本文提出了一种多线结构光投射方案。高速旋转的多面棱镜与频闪激光器配合产生稳定、清晰的多线结构光。该光源投射出的多线结构光对比度高、信息完整、空间频率可调。
　　研究了基于FPGA的光条稳定性算法,改善因电机转速不稳定造成的光条漂移现象。设计光源系统的光电探测电路以及基于FPGA的电机测速与激光器控制单元的软硬件。搭建了光源投射系统。
　　利用搭建的测量系统对电路性能、多光条投射效果和光条稳定性进行了测试实验。证明本文设计的光源性能良好,输出的光条漂移较小,适用于高速、高精度的工业在线检测系统。

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第一章 绪论

1.1课题研究的应用背景及意义

1.2光学三维检测系统光源研究现状

1.3本课题研究意义及主要工作

第二章 高速扫描多线结构光投射原理

2.1高速扫描多线结构光投射总体方案

2.2高速扫描的多线结构光投射系统参数设计

2.3高分辨率测量系统设计

2.4本章小结

第三章 光源投射器的硬件及软件设计

3.1投射器的硬件组成

3.2光电探测电路设计

3.3基于FPGA的电机转速检测与激光器控制单元

3.4本章小结

第四章 实验及结果分析

4.1实验装置

4.2电路性能测试

4.3多光条投射实验

4.4光条稳定性实验及结果分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文总结

5.2工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢