收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

圆盘端面跳动的线结构光测量技术

刘健英  
【摘要】:传统的圆盘端面跳动的测量方式均为接触式测量,使用这种方式对光盘、电子器件等进行测量时,由于被测圆盘在测量过程中,受测量仪器接触力的影响,其与测头的接触面会产生弹性变形,从而引起测量误差;同时由于测量时受测头接触力的影响,旋转圆盘自身的振动状态会发生变化,进而导致测量失败。因此对于圆盘端面跳动的测量,需要采用非接触式测量方式。 视觉测量是采用计算机视觉测量技术完成零件的非接触检测。本文采用基于计算机视觉测量技术的线结构光传感器测量系统对旋转圆盘的端面跳动进行测量,具体研究内容如下: 首先在张正友摄像机模型的基础上,建立了基于线结构光视觉传感器的测量模型,并利用一种基于自由移动平面靶标的方法对线结构光视觉传感器的参数进行了标定。在标定过程中,在自由移动的平面靶标上建立局部世界坐标系,通过交比不变方法获得光平面上特征点的局部世界坐标,通过标定摄像机的外参进而得到特征点的相机坐标。平面靶标自由移动三个位置,用上述方法获得多个特征点的相机坐标后,利用最小二乘法对光线的光平面进行拟合进而得到光平面在相机坐标系下的方程。在测量过程中,通过标定摄像机内参,得到光平面上任意一点在图像坐标系中投影点在相机坐标系下的坐标,通过求解该点和摄像机光心的连线与已求得的光平面的交点,便可得到空间任意一点在相机坐标系下的三维坐标。 由于线结构光光源投射出的光平面与被测物体表面相交,会形成具有一定像素宽度的结构光条纹。故为了提高测量模型的精度,需要准确提取结构光条纹的中心线。但在提取结构光条纹中心线的过程中,由于光照不均以及被测物体表面的固有特性等对结构光条纹图像的质量带来的不良影响,加大了结构光条纹中心线提取的难度。为提高中心线提取的精度以及提高结构光条纹中心线提取的效率,需要先对采集到的结构光条纹图像进行预处理,主要包括图像剪切、图像平滑、图像归一化以及图像分割。对于结构光条纹中心线的提取方法,本文重点对灰度重心法、方向模板法以及高斯拟合法的提取精度进行了对比,发现本文的高斯拟合法提取精度可以达到亚像素级且速度较快,非常适合于本文对圆盘断面跳动的实时测量,并用实验进行了验证。 最后,搭建线结构光传感器测量圆盘端面跳动的实验装置,并进行了测量,与直线位移传感器的测量结果进行对比后,发现本文测量方法与直线位移传感器测得的圆盘端面跳动的均值误差小于0.08mm,标准差小于0.03mm。 本文的研究工作对发展圆盘类零件端面跳动的在线测量工作具有很好地推动作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄燕群,田爱玲;光栅投影测量物体三维轮廓的条纹中心线相对偏移量的获取[J];应用光学;2004年06期
2 吴彰良,卢荣胜,宫能刚,费业泰;线结构光视觉传感器结构参数优化分析[J];传感技术学报;2004年04期
3 张宏伟,赵小松,张国雄;三维曲面重构技术[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2002年02期
4 杨雪荣;张湘伟;成思源;高向东;;基于物理模型的计算机视觉轮对踏面擦伤检测方法[J];机械工程学报;2009年05期
5 孙祥一,于起峰;一种通过条纹方向图提取散斑条纹中心线的方法[J];实验力学;2001年04期
6 黄燕群,田爱玲;光栅投影三角形法测量物体的三维轮廓[J];西安工业学院学报;2004年02期
7 宋元鹤,李卫华,赵宏;具有较大测量范围的激光线扫描三维测量机[J];激光与红外;2003年06期
8 李广慧;苏颜丽;;单线结构光平行双目测量仪[J];机电产品开发与创新;2009年03期
9 杨雪荣;张湘伟;成思源;赵斌;;基于可变形模型的光条纹中心提取方法研究[J];中国机械工程;2009年03期
10 熊会元;宗志坚;高群;陈承鹤;;精确提取线结构光条纹中心方法[J];计算机工程与应用;2009年10期
11 王以忠;哈维皓;王燕;张大卫;;基于线结构光的汽车涂装瑕疵检测的研究[J];仪器仪表用户;2010年05期
12 张恩东;续伯钦;;光干涉条纹图的中心线提取算法[J];实验力学;1992年02期
13 肖海,罗明,王春和,叶声华;用“消隐点”法标定线结构光三维视觉传感器[J];光电工程;1996年03期
14 刘国文,闫达远;一种基于线结构光的三维视觉曲面测量方法[J];光学技术;2005年04期
15 崔希君;杨川;刘保华;李兵;;线性结构光心的自适应迭代提取法[J];西安交通大学学报;2007年01期
16 熊会元;陈承鹤;宗志坚;;线结构光视觉传感器设计优化[J];工具技术;2009年09期
17 王朝阳,戴静敏;散斑位移信息图象处理技术及应用[J];兵工自动化;2002年03期
18 胡坤;周富强;;一种条纹中心线快速亚像素提取方法[J];光电技术应用;2005年06期
19 霍龙;张爱军;刘伟军;;基于线结构光的视觉3D测量中光刀中心提取方法研究[J];计算机应用与软件;2006年10期
20 吴庆阳;苏显渝;李景镇;惠彬;;一种新的线结构光光带中心提取算法[J];四川大学学报(工程科学版);2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾祥军;霍金城;吴庆阳;;线结构光三维测量系统扫描方向的标定[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 舒强;李松;钱之楠;马跃;;线结构光的车辙测量模型及其标定[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
3 张瑞瑛;周萍;冯煦;;大视场下线结构光光条中心的快速提取[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
4 孙国强;许增朴;王永强;于德敏;毕德学;;线结构光快速三维测量系统的全局标定方法研究[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
5 黄秋红;邱宗明;李林;郭俊杰;;激光十字线仪的检测系统设计与误差分析[A];全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集(二)[C];2004年
6 范军旗;倪晋平;安莹;;基于一字线结构光激光器的光幕靶设计[A];2010年西部光子学学术会议摘要集[C];2010年
7 李华;;一个基于双目立体视觉的便携式三维扫描仪[A];中国图象图形学学会立体图象技术专业委员会学术研讨会论文集(第三期)[C];2009年
8 周涛;戴清华;柴颖奇;刘宝瑛;陈炳生;;大直径棒材外径在线柔性测量技术研究[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
9 吴庆华;钟飞;夏明安;何涛;;光切法薄片零件在线厚度测量[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 朱奎义;程宝福;;计算机视觉技术在线路检测中的应用[A];扩大铁路对外开放、确保重点物资运输——中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张芳;散斑干涉信息提取技术及其应用研究[D];天津大学;2009年
2 王宗义;线结构光视觉传感器与水下三维探测[D];哈尔滨工程大学;2005年
3 王鹏;线结构光三维自动扫描系统关键技术的研究[D];天津大学;2008年
4 杨夏;ESPI与InSAR干涉条纹图的自适应等值线窗口处理方法[D];国防科学技术大学;2007年
5 吴庆阳;线结构光三维传感中关键技术研究[D];四川大学;2006年
6 刘斌;微小三维尺寸自动光学检测系统的关键技术研究[D];天津大学;2010年
7 陶立;彩色三维激光扫描测量系统关键技术的研究[D];天津大学;2005年
8 彭曙蓉;高分辨率合成孔径雷达干涉测量技术及其应用研究[D];湖南大学;2009年
9 杨培;基于弧焊机器人的典型零件柔性再制造系统研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 胡而已;运动物体三维形貌测量方法与实验系统研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘健英;圆盘端面跳动的线结构光测量技术[D];吉林大学;2013年
2 李瑜芳;彩色结构光条纹中心线提取方法研究[D];吉林大学;2011年
3 马张健;飞机蒙皮接缝信息自动提取技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 刘振中;基于线结构光的系统标定技术研究[D];沈阳航空航天大学;2011年
5 张卡;面向飞机蒙皮接缝的线结构光检测技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 龙志林;数控激光三维测量关键技术研究[D];华中科技大学;2004年
7 王颖;面向自由曲面自动检测加工系统的关键技术研究[D];沈阳工业大学;2005年
8 卢昌福;基于激光视觉传感的焊后检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
9 刘峰;基于结构光测量原理的自由曲面3D测量的系统技术研究[D];沈阳工业大学;2005年
10 祝恒阳;自由曲面非接触在线检测技术研究[D];燕山大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978