輪廓法三維形貌測量研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著產(chǎn)品需求的多樣化及先進制造技術(shù)的發(fā)展,對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的測量需求不斷增長。在應(yīng)對復(fù)雜的測量任務(wù)時,傳統(tǒng)的針對長度、角度、直線度和平面度等的測量方式,其局限性日益突出。在真實的世界中,物體均以三維幾何體的形式存在,當(dāng)簡單的幾何量的測量不能滿足特定測量需求時,對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的測量都將歸結(jié)為對物體的三維形貌測量。
  輪廓法三維形貌測量技術(shù)是通過將平行光投射到待測物體的表面,而待測物體位于步進電機旋轉(zhuǎn)平臺上,最后利用遠心鏡頭的平行投影來獲取待

2、測物體的正視投影圖。通過步進電機的旋轉(zhuǎn),就可以準(zhǔn)確的獲得待測物體360°的正視投影圖,通過對這些投影圖像的處理,獲取每一個角度的輪廓線,再使用OpenGL圖元構(gòu)圖法,最終把每個角度的輪廓線拼接起來,從而恢復(fù)待測物體的三維形貌。
  在本文中,第一章介紹了當(dāng)前比較常用的幾種形貌檢測的原理和方法,其中重點介紹了與本課題共同點較多的光學(xué)測量法。同時,還簡單介紹了光學(xué)三維形貌的應(yīng)用領(lǐng)域以及目前的研究現(xiàn)狀。第二章詳細介紹了本測量儀的關(guān)鍵技術(shù)

3、:遠心鏡頭的平行投影和OpenGL構(gòu)圖,重點介紹了OpenGL的兩大管線——渲染管線和圖形管線。在第三章,講解了實驗設(shè)備的硬件運行流程,即采用遠心系統(tǒng),使用旋轉(zhuǎn)步進電機搭載待測物體,測量每一個角度的待測物體輪廓;同時,介紹了本設(shè)備的軟件模塊,重點介紹了圖像的邊緣檢測。第四章,介紹了本課題軟件算法的實現(xiàn),從圖像的去噪,到OpenGL計算三維重建后的立體圖形。第五章,通過對比各種測量條件和測量方法的不同,分析對測量結(jié)果所產(chǎn)生的影響因素以及本

4、設(shè)備的使用范圍。在第六章中總結(jié)了作者在本課題所做的主要工作,存在的不足,創(chuàng)新點以及對本課題的前景展望。
  本文基于遠心系統(tǒng),采用輪廓測量的方法測出待測物體三維形貌參數(shù),并進行三維模型構(gòu)建。此過程中,主要的工作內(nèi)容如下:
  1、探究了輪廓法測量三維形貌的原理和具體實施步驟,形成了一套基于遠心系統(tǒng)的實驗儀,并完成了圖像采集、數(shù)據(jù)處理、三維重建等過程。
  2、研究了圖像邊緣檢測技術(shù),對于精確提取待測物體輪廓線,提出了最

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