学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

相移条纹投影法的关键技术研究

作　者: 宋倩
导　师: 朱日宏
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 条纹投影 摄像机标定 光纤干涉 波长调谐
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 18次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


相移条纹投影法具有系统简单、实时测量以及避免直接接触被测件等优点,是常用的三维面形测量方法。但是测量精度问题依然是其发展的瓶颈。相移条纹投影法用条纹作辅助、以移相法为算法,因此条纹的生成、读取、移相等都是影响其测量精度的关键问题。本课题针对提高相移条纹投影法测量精度的以上三方面关键技术进行研究。针对提高条纹读取精度的问题,本课题研究了摄像机和投影仪的标定技术。在摄像机内参未知条件下,采用张正友平面标定法进行摄像机的内外参标定；在摄像机内参已知的条件下,采用直角三点标定技术标定摄像机外参,简化了摄像机标定的过程；采用投影靶面法实现了投影仪的内外参标定。针对条纹移相技术,本课题使用波长可调谐激光器代替传统的移相器,消除了传统的移相器引入的移相误差；同时采用了二值码解包相位法,克服了传统相位解包法导致的解包“拉丝”等解包不准确问题,减少解包过程中的误差。针对条纹的生成技术,本课题根据待测物的尺寸不同,采用不同的条纹生成方式。对于小尺寸的待测物体,采用光纤干涉条纹投影法,干涉形成的条纹正弦性很好,消除了非线性误差,从原理上提高了系统的测量精度。对于大尺寸的待测物体,采用投影仪投射模拟的正弦条纹,条纹周期、强度便于调节。实验选择边长为30mm的正方形,高10mm的梯形工件,测量分析得方差为8.1191×10-4cm2,标准差为2.8494×10-2cm,平均绝对误差为0.0228cm。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 引言  8
  1.2 三维测量技术发展  8-9
    1.2.1 被动三维传感  8-9
    1.2.2 主动三维传感  9
  1.3 常用的主动三维传感  9-10
    1.3.1 莫尔轮廓术  9
    1.3.2 飞行时间法  9
    1.3.3 傅立叶变换轮廓术  9-10
    1.3.4 相位测量轮廓术  10
  1.4 课题关键问题分析  10-14
    1.4.1 条纹投影法  10
    1.4.2 相位去包裹  10-11
    1.4.3 三维测量摄像机标定  11-12
    1.4.4 三维测量投影仪标定  12
    1.4.5 三维测量相位——高度测量  12-13
    1.4.6 基于波长移相技术的光纤干涉投影法  13-14
  1.5 课题来源及研究内容  14-15
2 相移投影法的理论分析  15-28
  2.1 解相位  16-21
    2.1.1 相移条纹的产生  16-17
    2.1.2 相位解调  17-19
    2.1.3 解相位  19-21
  2.2 相位与高度的对应关系  21-24
  2.3 系统搭建  24-27
    2.3.1 大尺寸物体的面形测量系统  24-26
    2.3.2 小尺寸物体的面形测量系统  26-27
  2.4 本章小结  27-28
3 摄像机的标定技术  28-49
  3.1 哈里斯(HARRIS)角点检测  28-31
    3.1.1 Harris角点检测原理  28-31
  3.2 相机及镜头成像模型  31-36
    3.2.1 参考坐标系简介  31-33
    3.2.2 摄像机的针孔模型  33-36
  3.3 摄像机的标定方法  36-40
    3.3.1 线性标定法  36-37
    3.3.2 两步标定法  37-39
    3.3.3 平面标定法  39-40
  3.4 摄像机的内外参同时标定  40-45
    3.4.1 张正友平面标定法  40-45
  3.5 外参标定法  45-48
    3.5.1 外参标定原理  45-46
    3.5.2 实验  46-48
  3.6 本章小结  48-49
4 投影仪标定  49-56
  4.1 投影仪标定的基础知识  49-51
    4.1.1 投影仪分类  49-50
    4.1.2 投影仪的数学模型  50-51
  4.2 投影仪标定  51-54
    4.2.1 基于相移法的投影仪标定  51-52
    4.2.2 基于平面的投影仪标定  52-53
    4.2.3 基于靶面的投影仪标定  53-54
  4.3 实验数据  54-55
  4.4 本章小结  55-56
5 相移条纹投影法测量  56-61
  5.1 硬件系统搭建  56-57
  5.2 实验及数据处理  57-60
  5.3 本章小结  60-61
6 基于波长移相技术的光纤干涉投影测量  61-72
  6.1 光纤干涉投影法原理  61-63
  6.2 波长移相原理  63-64
  6.3 相位和高度关系  64-65
  6.4 仿真  65-67
  6.5 实验和结果  67-71
  6.6 本章小结  71-72
7 总结与展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-78
附录  78

相似论文

  1. 有标记点的人体三维运动数据获取方法的研究,TP391.41
  2. PCB视觉检测系统中相机标定算法与位姿测定技术,TP391.41
  3. 基于OpenCV的集装箱加强板焊接自动定位系统的开发,U169
  4. 双目立体视觉关键技术研究,TP391.41
  5. 基于全方位视觉的多运动目标检测、跟踪与定位,TP391.41
  6. 双目立体视觉中摄像机自标定方法研究,TP391.41
  7. 基于立体视觉的地平面障碍物检测,TP391.41
  8. 110kV海底电力电缆在线综合监测新技术应用研究,TM247
  9. 基于双目视觉的三维重建算法研究与实现,TP391.41
  10. 视觉测量系统的摄像机标定及其应用研究,TP391.41
  11. 基于双目视觉的河道测量技术研究,TP391.41
  12. 基于标识点的三维重构技术及其在铸件尺寸检测中应用的研究,TP391.41
  13. 基于三焦点张量的摄像机标定技术研究及实现,TP391.41
  14. 基于双镜面成像的单摄像机标定方法研究,TP391.41
  15. 多源图像配准系统及硬件实现,TP391.41
  16. 基于改进型彩色复合条纹的三维轮廓快速测量,TP391.41
  17. 道路交通事故现场图自动绘制,TP391.41
  18. 基于光栅投影的牙颌三维测量系统研究,TP391.41
  19. 基于视觉系统的无人直升机自主降落,V279
  20. 无人机视觉辅助着陆中的关键技术研究,V279
  21. 一种基于双目摄像机标定的模型问题研究,TP391.41

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
© 2012 www.xueweilunwen.com