FTP三维物体表面轮廓工程测量方法的研究

摘要

该文围绕FTP三维物体表面轮廓工程测慢方法,从理论和实践两方面进行了深入研究,其内容如下:提出了FTP工程测量中需解决的问题,如标定、解相、图象拼接等.提出了一种将高度z标定和位置(x,y)标定相结合而实现摄像机立体视觉标定的新方法.研究了相位展开算法,提出了基于边缘检测的柔性多标记点解相方法,克服了传统解相方法在遇到噪声时的不足之处,初步解决了高度突变、阴影对相位展开的影响.在对模板图象进行处理时,在研究各种边缘检测算法的基础上提出了区域二值法的概念,用局部区域的阈值进行二值化,结合梯度算子实现被测物体边缘的自动识别.研究了光栅图象的投影、采集及预处理方法,并对得到的被测物体表面三维数据点进行重构显示.研制了由LCD投影仪、CCD摄像机、图象采集卡和工作台等组成的三维物体测量系统硬件装置,实现了用一台计算机同时控制投影和采集光栅图象,并建立了一套简单、快捷的系统调整方案.用VisuaI C++ 6.0开发了测量系统软件,集成了系统调整、系统标定、图象处理及图象分析等功能.并对FTP测量法在人体测量中的应用进行了探讨和试验.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2三维物体表面轮廓测量技术的发展概况

1.2.1接触式测量方法

1.2.2非接触式测量方法

1.3课题的研究背景和预期达到的目标

1.4课题研究内容概述

第二章相位测量方法的数学模型及FTP工程测量原理

2.1相位测量方法概述

2.2相位测量方法的数学模型

2.2.1卷积解调测量法

2.2.2相移测量法

2.2.3 FTP测量法

2.3 FTP工程测量原理

2.3.1测量系统标定

2.3.2频域滤波

2.3.3相位展开及高度求解

第三章FTP工程测量中需解决的问题

3.1 FTP工程标定原理及方法的研究

3.1.1高度z标定

3.1.2位置(x,y)标定

3.2相位展开算法的研究

3.2.1传统的相位展开方法

3.2.2柔性多标记点解相方法的研究

3.3三维数据重构及图象拼接算法的研究

3.3.1光栅图象的采集及预处理

3.3.2三维数据重构显示

3.3.3图象拼接算法的研究

第四章FTP工程测量系统的设计与研制

4.1系统总体设计

4.2系统硬件设计

4.2.1测量系统结构设计

4.2.2图象采集卡的选择

4.2.3 CCD摄像机及镜头的选择

4.2.4投影仪的选择

4.3系统软件设计

4.3.1编程语言的选择

4.3.2系统软件总体设计与编程

第五章测量试验及测量误差分析

5.1系统标定精度验证试验

5.1.1高度z标定精度验证

5.1.2位置(x,y)标定精度验证

5.2标准圆柱体测量试验

5.3光栅自身参数对测量的影响试验

5.3.1背景光强的影响

5.3.2光栅条纹明暗度的影响

5.3.3光栅节距的影响

5.4测量误差分析

5.4.1光学成像误差

5.4.2计算方法误差

5.4.3标定误差

5.4.4图象噪声误差

5.4.5照明误差

第六章FTP测量法在人体测量中的应用

6.1人体测量技术概况

6.2 FTP法人体模型测量试验

结论

展望

致谢

参考文献