光學(xué)三坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)定的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對表面輪廓、幾何尺寸、各種模具及自由曲面的測量工作越來越多，精度也要求越來越高。傳統(tǒng)的機(jī)械接觸式測量法(如探針式)，由于存在測量時(shí)間長，需進(jìn)行測頭半徑的補(bǔ)償、不能測量較軟質(zhì)材料等局限性。為此，人們尋求能夠克服上述缺陷的三維測量辦法，非接觸的光學(xué)投影式三維相位輪廓術(shù)正是在這一要求下出現(xiàn)的。
　　相位測量輪廓術(shù)是根據(jù)觀察物體上條紋的變形情況來測量物體三維形貌的。它將成正弦變化的結(jié)構(gòu)光投影到物體表面上，在另

2、一個(gè)方向上用CCD接收經(jīng)過物體表面調(diào)制后的結(jié)構(gòu)光。投影條紋的相位會(huì)在一個(gè)2π周期內(nèi)變換N次，從而我們可以通過多幅相移條紋圖來計(jì)算得到截?cái)嗟南辔粓D。再通過相位展開算法將截?cái)嘞辔徽归_為連續(xù)相位，最后根據(jù)標(biāo)定方法將所獲得物體空間相位及像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成實(shí)際空間坐標(biāo)。本論文的工作是在已有的研究工作基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了系統(tǒng)的標(biāo)定，給出了一種標(biāo)定系統(tǒng)橫向坐標(biāo)的方法，分析了此標(biāo)定方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差，并給出了一個(gè)糾正傾角誤差的方法。主要研究工作如下：
　　

3、在設(shè)計(jì)三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)時(shí)，由于加工、安裝等原因，系統(tǒng)的各參數(shù)不可能準(zhǔn)確確定。要實(shí)現(xiàn)三維形貌的測量，在安裝好系統(tǒng)后必須進(jìn)行標(biāo)定，以確定相位-高度的映射關(guān)系系數(shù)及攝像機(jī)坐標(biāo)到空間坐標(biāo)的映射關(guān)系。
　　我們首先建立兩個(gè)坐標(biāo)系：攝像機(jī)坐標(biāo)系和實(shí)際空間坐標(biāo)系。攝像機(jī)坐標(biāo)系：以導(dǎo)軌為z軸(單位：相位)，以攝像機(jī)拍攝圖像默認(rèn)的像素坐標(biāo)為橫向XY坐標(biāo)軸。實(shí)際空間坐標(biāo)：以導(dǎo)軌為z軸，以圖像上左上角第一個(gè)圓心為圓點(diǎn)，且保證兩個(gè)坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸平行，從而