收藏本站
收藏 | 论文排版

基于结构光的大工件三维测量拼接方法的研究

邱磊  
【摘要】:基于结构光的三维测量技术广泛应用于工业检测、质量控制、逆向工程、快速测量等领域,具有非接触、快速、高精度、低成本、易普及、操作简单等优点。目前在航空航天、大型船舶、汽车车身、高速铁路等高精尖制造业加工环节均有广泛应用。随着工业的发展,大工件的三维形貌测量需求逐渐增加,测量精度要求不断提高,工件表面趋于复杂,工件体积趋于巨大。传统的基于结构光的单幅面测量已无法满足现代工业测量的需求,因此,基于结构光三维测量拼接方法的研究在获取大复杂工件表面三维信息方面具有重要意义。基于结构光三维测量系统采用相交轴系统,即投影仪倾斜投影,CCD相机垂直于参考面正接收。投影仪倾斜投射的编码条纹在参考面上出现条纹周期展宽现象,影响测量精度。在大视场测量中,CCD相机镜头产生畸变效应,视场边缘畸变明显将产生明显的畸变误差。受系统结构的影响,单目测量系统无法一次获取大工件的完整三维形貌,从而对三维视图进行拼接就势在必行。在拼接过程中,累计误差会严重影响三维重建结果的精度。针对三维测量的难点,本文的主要研究内容如下。相交轴测量系统在测量前需要对系统进行标定,包括垂直度标定、平行度标定、光心对准校正、相位-高度标定。建立基于条纹周期校正的时间相位展开法的数学模型,在投影仪平面形成一个逆展宽方向的周期不均匀的条纹图,投射到参考面上,正好在参考面上形成均匀条纹。建立时间相位展开法模型,克服由于工件复杂表面的不连续性造成的相位解包裹困难。分析CCD相机的针孔成像模型,采用张正友的平面模板法标定CCD相机的内外参数,然后在此基础上,建立基于牛顿迭代的CCD相机畸变校正模型,提高相机测量精度,为后续三维视图拼接奠定基础。在完成单幅三维视图测量后,采用柱坐标系下的三维图像拼接方法进行拼接,将工件三维视图的直角坐标系坐标转换为柱坐标系坐标,然后进行拼接。此方法的关键在于确定柱坐标系旋转轴心的坐标,在实际测量过程当中,由于标志点无法精确定位,导致旋转轴心坐标定位不准,拼接效果不佳。采用基于标志点拟合,标志点中垂线,标志点和旋转角度等三种旋转轴定位方法,进行三维视图拼接。本文分析了有序拼接和整体拼接两种拼接方法的优缺点,并解决了如何避免产生累计误差等问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 石磊;王刚;孙凯明;甄海涛;;统计方法在消除激光三维测量中反射光中噪声的应用[J];自动化技术与应用;2017年02期
2 唐瑞尹;陈茁;;基于双目数据融合的三维测量方法[J];工业控制计算机;2017年10期
3 刘小宝;三维测量仪在挤压模具中的应用[J];轻合金加工技术;2002年02期
4 肖世富,昂秋青,姚培芬,刘福根,何慧瑾,黄红芳,张选红,沈天真,江开达,张明园;阿尔茨海默病的脑磁共振成像三维测量研究[J];现代康复;2001年17期
5 邱承贤;现代激光测长技术[J];工具技术;1989年03期
6 陈建新,尹立乔,王长青,陈玉琢,徐铸;人体颅面外形自动化光波调制三维测量法[J];南京医学院学报;1989年02期
7 陈建新;尹立乔;陈玉琢;徐铸;;人体颅面部外形自动化光波调制三维测量法的研究[J];南京医学院学报;1989年01期
8 JACQuES PETTAVEL;郁振华;;OMNISIP——一种新的三维测量头[J];国外计量;1989年02期
9 刘军;李宗易;;关于水轮机叶片三维测量分析方法的工程应用研究[J];东方电机;2012年03期
10 朱正德;;表面微观结构的三维测量及其在制造业中的应用[J];组合机床与自动化加工技术;2010年06期
11 朱正德;;表面微观结构二维测量和三维测量的应用分析[J];轻型汽车技术;2010年Z4期
12 邵双运;余浩;徐楠;;光学三维测量实验系统的设计与开发[J];实验技术与管理;2008年11期
13 吴立军,王卫兵,谢龙汉;逆向工程中三维测量的若干技巧[J];模具工业;2004年10期
14 郑文兴;李鹏;董钊;;非接触式光学三维测量原理及应用[J];科技致富向导;2015年12期
15 孔维敬;吴禄慎;;基于激光扫描的足部三维测量仪设计[J];机械设计与制造;2009年03期
16 丁陈娟;杨永德;白丽明;;旅游目的地形象三维测量模型构建及其实现技术研究[J];学术论坛;2007年09期
17 余云龙;高寒;陈红梅;;三维测量划线仪的精度分析及调校[J];东方电机;2007年03期
18 武建华,李忠科;基于颅颌骨三维测量的图形图像处理系统研究[J];计算机工程与应用;2005年33期
19 李晶,雷曼平,杨斌,谭润初,陈文心,陈光伟,黄耀熊;颅颌面计算机手术模拟系统中的三维测量[J];第四军医大学学报;2003年02期
20 王因明;莫尔三维测量[J];上海机械学院学报;1984年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨震;禹卫东;杨汝良;;星载分布式干涉SAR实现全球三维测量方案研究[A];第二届微波遥感技术研讨会摘要全集[C];2006年
2 李震;舒秀霞;王晨晖;王学广;;三维测量及BIM技术在总图设计当中的应用探索[A];中国土木工程学会2017年学术年会论文集[C];2017年
3 苏显渝;张启灿;李剑;李泽仁;;振动表面的光学三维测量方法[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
4 王超;丁寅;陈金武;赵文峰;;锥形束CT对青少年颌骨硬组织三维测量的可行性分析[A];中华口腔医学会全科口腔医学专业委员会第六次学术会议暨广东省口腔医学会全科口腔医学专委会2015年年会论文集[C];2015年
5 李波;程勇;肖丽珍;衡士超;;锥形束CT结合simplant软件在颌面部三维测量中的应用[A];2010中华医学会影像技术分会第十八次全国学术大会论文集[C];2010年
6 朱荣刚;戴强;李建欣;朱日宏;;虚条纹相移算法在结构光三维测量中的应用[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
7 仲思东;耿学贤;史中超;;一种改进激光雷达性能的方法[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
8 郭宏铭;白玉兴;周立新;王邦康;;面部软组织不对称性的三维测量研究[A];第四军医大学口腔医院2004第七届全国口腔正畸学术会议论文汇编[C];2004年
9 寇冠中;王海宇;;3D技术在AOI中的应用[A];第九届中国高端SMT 学术会议论文集[C];2015年
10 常迎梅;杨红果;马腾武;范丽娟;张海新;;基于AFM的煤体微结构研究[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(三)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王文格;基于计算机视觉的大型复杂曲面三维测量关键技术研究[D];湖南大学;2003年
2 王华;高密度全场主动离焦三维测量方法的研究[D];四川大学;2004年
3 何海涛;复杂面形的光学三维测量相关技术研究[D];上海大学;2005年
4 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
5 韦争亮;基于彩色编码的结构光动态三维测量及重构技术研究[D];清华大学;2009年
6 弓宇;零件多要素三维测量关键技术研究与系统开发[D];机械科学研究总院;2013年
7 吴晓峰;超精密激光三维测量与控制技术研究[D];天津大学;2007年
8 任刚;船体分段三维测量及对位系统控制策略研究[D];大连理工大学;2013年
9 赵杨;面部三维运动定量分析系统的研制及面部三维测量指标研究[D];北京协和医学院;2016年
10 王洋;基于中国剩余定理的模拟编码结构光三维测量方法研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王帅;高精度三维测量关键技术的研究[D];北京邮电大学;2018年
2 邱磊;基于结构光的大工件三维测量拼接方法的研究[D];南昌航空大学;2018年
3 于雷;海面波形三维测量方法的研究[D];哈尔滨理工大学;2015年
4 李友浩;基于线结构光的电弧增材制造熔积层形貌三维测量[D];华中科技大学;2016年
5 邢晓宇;面向三维测量获取截面图形的验证[D];苏州大学;2017年
6 刘安章;光学非接触三维测量仪中瞄准技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
7 张佰春;条纹投影三维测量的若干关键技术的研究[D];深圳大学;2017年
8 吴海涛;基于结构光的大物体三维测量关键方法的研究[D];南昌航空大学;2016年
9 冯琮;基于数据拼接的大尺寸形体三维测量的研究[D];西安电子科技大学;2013年
10 孔维敬;足部三维测量与仪器开发研究[D];南昌大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 丁殿春 王继荣 黄余红;中国美人三维测量数据库建立[N];科技日报;2006年
2 常丽君;混合显微镜可从三维测量生物分子[N];科技日报;2012年
3 本报记者 刘慧;中国美女标准争议不断[N];北京科技报;2005年
4 黄余红;揭开中国美貌人群的奥秘[N];中国消费者报;2007年
5 主持 本报记者 陶璐璐;建立体系才能成规模[N];中国纺织报;2011年
6 本报记者 刘慧;揭开中国美貌人群秘密[N];北京科技报;2005年
7 丁殿春 王继荣 黄余红;美女美在骨头里[N];中国医药报;2007年
8 本报记者 戴丽昕;有一天,人与机器将“相互融合”[N];上海科技报;2016年
9 赵乐;藏品信息化应用初探[N];中国文物报;2018年
10 卢成芳;3D体感技术的三大核心环节[N];人民邮电;2015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