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轴对称构件几何尺寸的图像测量

申晓彦  
【摘要】: 随着测量技术的不断发展,现代工业对构件尺寸检测的准确性及快速性要求越来越高。图像测量技术作为一种非接触测量手段,以其高精、高速、高效、高自动化程度等优点,很好的满足了工业检测领域的需求,在生产加工过程中应用广泛。本文从轴对称构件几何尺寸的检测问题出发,力求构建一组适合工程应用的图像测量系统。 本文首先对图像测量技术的相关理论进行了说明,阐述了该技术领域的现状及发展动向。根据实际工程问题的检测要求,在分析圆柱体各参数测量原理的基础上,设计了圆柱体尺寸测量系统(包括硬件系统与软件系统),提出了圆柱体高度、顶部直径与圆度误差、底座直径与厚度的测量方案。 其次,分析了硬件系统的组成部分:光源照明系统和图像传感器系统。并就各部分的选择方法进行了探讨。 针对项目要求,研究了软件系统中的相机标定及图像处理算法。本文以Tsai标定法为基础,加入了主点坐标及纵横比的标定,提出了一种平面标定的方法。并在分析最小二乘法评定圆度误差的过程中,引入了中间变量,从而大大降低了运算的复杂度,提高了运行速度。 最后,以三种型号的圆柱体为检测对象,运用本文的测量系统及方法,完成了其尺寸参数的检测实验,并对测量误差加以分析,实验结果表明该系统能够达到项目要求的检测精度。


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