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FTP法工程测量中的关键技术研究

林佩谕  
【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。


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