輪胎表面輪廓三維掃描系統(tǒng)研究

1、密級桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目題目輪胎表面輪廓三維掃描系統(tǒng)研究（英文）（英文）ResearchofTireSurface3DProfileScanningSystem研究生學(xué)號:102081306研究生姓名:張紹兵指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):熊顯名（研究員）申請學(xué)位門類:工學(xué)碩士學(xué)科、專學(xué)科、專業(yè)名稱:精密儀器及機(jī)械提交論文日期:2013年4月論文答辯日期:2013年6月萬方數(shù)據(jù)摘要I摘要鑒于當(dāng)前雙目測量技術(shù)以及結(jié)構(gòu)光測

2、量技術(shù)在輪胎表面輪廓三維掃描中容易產(chǎn)生遮擋、靈活度不夠等問題，本文提出一種三目視覺坐標(biāo)測量系統(tǒng)與二維激光輪廓掃描傳感器相結(jié)合的測量方案，該方案具有視場大、精度高、操作靈活等優(yōu)點(diǎn)并且能夠解決輪胎表面輪廓三維掃描過程中的遮擋等問題。本文首先對攝像機(jī)成像模型、雙目視覺測量原理以及系統(tǒng)中采用的三目視覺測量模型進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)梳理了張正友平板標(biāo)定算法。其次，本文從系統(tǒng)模型出發(fā)詳細(xì)分析了系統(tǒng)硬件平臺的構(gòu)成，包括成像系統(tǒng)、激光輪廓掃描傳感

3、器、靶標(biāo)機(jī)械結(jié)構(gòu)、幀同步觸發(fā)系統(tǒng)、LED驅(qū)動電路等部件的選擇與設(shè)計(jì)。根據(jù)標(biāo)志點(diǎn)區(qū)域特征，本文提出了標(biāo)志點(diǎn)區(qū)域輪廓跟蹤技術(shù)以及基于橢圓線輪廓誤差的區(qū)域評價方法，同時詳細(xì)描述了雙線性插值與質(zhì)心法結(jié)合的標(biāo)志點(diǎn)區(qū)域中心提取算法，并給出根據(jù)標(biāo)志點(diǎn)平面幾何特征通過排序完成標(biāo)志點(diǎn)匹配的具體過程。最后，在詳細(xì)分析激光輪廓掃描傳感器與攝像機(jī)陣列坐標(biāo)系空間轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，提出基于旋轉(zhuǎn)理論求解旋轉(zhuǎn)矩陣與平移矩陣的算法。此外，本文通過精密位移的方法對掃描系

4、統(tǒng)性能進(jìn)行了一系列測試并詳細(xì)分析了引起掃描系統(tǒng)誤差的具體因素，同時對輪胎表面輪廓掃描過程以及效果進(jìn)行了分析。經(jīng)測試，本文研制的三維掃描系統(tǒng)有效視場深度從2.0m到5.0m、有效視場范圍大于153m、有效視場內(nèi)掃描誤差優(yōu)于0.5mm，能夠?qū)τ行б晥鲋械妮喬ヌッ婊y、寬度以及直徑進(jìn)行掃描，完全能夠滿足輪胎表面輪廓三維掃描的需求，同時該系統(tǒng)也能夠應(yīng)用于機(jī)械制造、電子、航空航天等領(lǐng)域。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：光學(xué)測量；三維掃描系統(tǒng)；三目視覺；測量靶標(biāo)；