论文题目: FTP法工程测量中的关键技术研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 林佩谕
导师: 许增朴
关键词: 非接触测量,机器视觉,相位法,景深,投影光栅
文献来源: 天津科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 对三维物体的表面轮廓进行测量是人们获得物体表面坐标数据的一种重要手段,在各种三维表面轮廓测量方法中,利用机器视觉技术进行测量的方法以其简便、快捷、适合在线测量等优点而受到人们的关注。本文主要围绕FTP法工程测量中的关键技术展开深入的研究。 本文的主要工作集中在: (1)查阅国内外相关文献资料,了解国内外非接触测量的研究动态,熟悉FTP非接触测量法的原理,明确FTP法工程测量中需要解决的关键技术。 (2)对相位展开问题作了研究,采用逐点增长相展法和沿高度相展法对相位进行展开,利用这两种方法可以快速地得到变形光栅相对参考光栅的实际相位差。 (3)进一步研究了标定方法,针对原有平面(x,y)标定中存在的问题,对标定靶标进行了改进和完善,使操作简便,精度有所提高。 (4)分析了光栅的设计参数对投影光栅的影响,提出了参数选择的条件。并提出利用复合频率投影光栅求取相位的方法,同时对柔性滤波的机制进行了研究。 (5)对高度z轴与位置(x,y)的标定顺序产生的误差影响、景深对系统误差造成的影响以及物体斜率对高度精度的影响进行了详细的研究与讨论。同时还分析了其它一些因素,包括计算方法的影响、滤波窗口的影响、被测物体摆放位置的影响、图象噪声的影响以及时域信号截取的影响。 (6)在解决好关键技术的基础上,利用理论研究的结果,集成了软硬件系统,设计并研制了一台测量系统样机。样机的硬件由LCD投影仪、CCD摄像机、图象采集卡和工作台等组成。并用Visual C++ 6.0开发了样机系统软件,集成了系统调整、系统标定、系统测量等功能。 (7)在系统样机上进行了高度z标定和位置(x,y)标定的实验,通过分析实验结果给出系统的标定精度。又以标准圆柱体作为测量实例,证明了测量系统测量的准确性。 (8)为大场景测量进行了探讨性的工作。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 非接触测量法的分类
1.3 国内外非接触测量方法的研究应用现状
1.4 投影光栅相位法目前存在的问题
1.5 本文研究背景与主要研究内容
1.6 各章节的内容安排
2 相位法的基本原理及相位展开方法
2.1 相位法的基本原理
2.2 FTP法相位求解
2.3 相位展开的方法
2.3.1 相位展开的基本原理
2.3.2 逐点增长相展法
2.3.3 沿高度相展法
2.4 本章小结
3 FTP 法工程测量的标定过程
3.1 测量系统高度z标定
3.2 测量系统位置(x，y)标定
3.2.1 位置(x，y)的标定原理
3.2.2 实现(x，y)工程标定的方法
3.3 靶点(u、v)坐标的求取
3.3.1 菱形标定及其搜索机制
3.3.2 圆标定及其搜索机制
3.3.3 十字标定及其搜索机制
3.4 本章小结
4 投影光栅与柔性滤波机制的研究
4.1 投影光栅参数中背景光强、光栅条纹对比度的选择
4.2 投影光栅参数中光栅条纹节距的影响
4.3 复合频率投影光栅
4.3.1 单一频率测量的局限性
4.3.2 复合频率测量的原理
4.4 柔性滤波的研究
4.5 本章小结
5 引起测量误差的因素及解决方法
5.1 高度z与位置(x，y)的标定顺序产生的误差影响
5.2 景深对系统误差造成的影响
5.2.1 系统景深问题的存在
5.2.2 景深引起的相位计算误差与拍摄距离的关系
5.2.3 计算测量系统的景深范围关系式
5.2.4 计算结果与分析
5.3 物体斜率对高度精度的影响
5.3.1 对被测物体斜率的要求
5.3.2 投影光栅为余弦光栅时被测物体的斜率范围
5.4 其它一些误差影响因素
5.5 本章小结
6 测量系统的设计
6.1 系统硬件设计
6.1.1 图象采集卡的选择
6.1.2 CCD摄像机及镜头的选择
6.1.3 投影仪的选择
6.2 系统软件的设计
6.2.1 编程语言的选择
6.2.2 系统软件各模块的设计与编程
6.3 本章小结
7 实验系统的测量及测量结果分析
7.1 高度z标定的结果分析
7.2 位置(x，y)标定的结果分析
7.3 标准圆柱体的实验验证
7.4 本章小结
8 大场景测量方法延拓的可行性
8.1 大场景测量装置的考虑
8.2 图象拼接
8.2.1 图象拼接的方法
8.2.2 三维重构软件的选择
8.2.3 图象拼接原理
8.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
发布时间: 2007-01-10
参考文献
- [1].工程测量实习内容设计及其管理评价系统研制[D]. 张鑫.西南交通大学2014
- [2].基于光栅的结构色呈色机理及光谱特性研究[D]. 高敬敬.天津科技大学2015
- [3].工程测量数据处理系统的研制与开发[D]. 杨双旗.西南交通大学2011
- [4].基于相位调制法的光栅防伪技术的研究[D]. 王天马.南京林业大学2016
- [5].基于亚波长光栅防伪器件的研究[D]. 李一.华中科技大学2015
相关论文
- [1].大视场下FTP三维物体表面轮廓测量方法的研究[D]. 葛晶.天津科技大学2006
- [2].GPS在资源勘查控制测量与工程测量中的应用[D]. 范国强.辽宁工程技术大学2006
- [3].GPS在公路工程测量中的应用研究[D]. 初东.长安大学2005
- [4].非接触式人体三维测量系统的研究[D]. 杨云涛.吉林大学2006
- [5].基于快速标定方法的三维物体表面轮廓测量系统的研究[D]. 周聪玲.天津科技大学2002
- [6].FTP三维物体表面轮廓工程测量方法的研究[D]. 姜安.天津科技大学2003
- [7].GPS在路桥工程测量中的应用[D]. 居向明.中国人民解放军信息工程大学2003
- [8].基于投影光栅相位法的三维物体表面轮廓测量系统的研究[D]. 杨杰.天津科技大学2004
- [9].数字相移相位测量技术及其应用[D]. 孙晨光.天津大学2004