針對艦載顯控臺LED軟板透明涂膠,傳統(tǒng)的測量設(shè)備和方法無法同時滿足測量精度微納級且實時測量的要求,為了達到這一要求,論文提出了基于線陣光譜共焦的艦載顯控臺LED軟板涂膠三維測量方案。首先通過線陣光譜共焦掃描涂膠采集距離數(shù)據(jù),并轉(zhuǎn)化為三維點云數(shù)據(jù);然后對點云進行實體化和平滑處理,讓三維物體模型更加逼真。最后與三維實體進行交互完成指定涂膠位置的剖面信息提取,后續(xù)自動測量根據(jù)手動測量涂膠的測量流程,通過流程文件信息控制光柵尺移動到指定的位置完成測量。實驗結(jié)果表明,論文提出的測量方式,自動測量時在滿足檢測精度小于3μm和時間小于2.5s的條件下完成了測量,檢測準確率高達99.9%,具有很高的實用價值。 

【文章來源】：艦船電子工程. 2020,40(08)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

三維中值平滑

慊?LED軟板支架光譜共焦圖2線陣光譜共焦測量系統(tǒng)涂膠示意圖獲取到線陣光譜共焦采集的數(shù)據(jù)后，然后將利用零平面的距離數(shù)據(jù)對目標(biāo)部分數(shù)據(jù)進行取反獲得相對零平面的高度數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)點云高度數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)取反方法如式（1），distzeros是光譜共焦采集到的零平面的距離，disttarget是采集目標(biāo)點的距離數(shù)據(jù)，height就是目標(biāo)點的高度數(shù)據(jù)。通過式（1）轉(zhuǎn)換得到涂膠點的高度數(shù)據(jù)，然后綜合移動平臺光柵尺坐標(biāo)信息，形成三維點云數(shù)據(jù)。distzeors-disttarget=height（1）圖3涂膠部位點云圖點云數(shù)據(jù)獲取的過程中會由于傾斜角多大而產(chǎn)生噪聲，針對光譜數(shù)據(jù)采集過程中產(chǎn)生的3D離散點噪聲信息，本文采用自適應(yīng)三維濾波方法去除3D點云數(shù)據(jù)中的離群點，最后形成的點云效果如圖2所示。三維點云坐標(biāo)中的Dx值為線陣光譜共焦中的點光譜共焦的間距，Dy值為光柵尺步進的長度，因此點云的xy間距相等，即為有序點云。4.2點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為面片實體獲得點云后，想要顯示的三維物體高度信息更加明顯的體現(xiàn)出來，因此需要顯示熱力圖。運用紅橙黃綠藍靛紫的顏色變化對應(yīng)著高度從高到低的變化。本文采用的方法是將PCL中的點云類型定義為PointXYZRGB類型，該類型里面數(shù)據(jù)信息包含了顏色RGB信息，可以用來顯示點云顏色。首先將物體的高度歸一化到0~255之間，接著通過下圖中的公式來進行偽彩線性映射給各個點RGB賦值形成熱力點云圖，如圖4所示，左上角的顏色條對應(yīng)著高度信息。具體映射公式如式（2）所示。R(x?y)=ìí00￡f￡63064￡f￡1274f(x?y)-510128￡f￡191255192￡f

的間距，Dy值為光柵尺步進的長度，因此點云的xy間距相等，即為有序點云。4.2點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為面片實體獲得點云后，想要顯示的三維物體高度信息更加明顯的體現(xiàn)出來，因此需要顯示熱力圖。運用紅橙黃綠藍靛紫的顏色變化對應(yīng)著高度從高到低的變化。本文采用的方法是將PCL中的點云類型定義為PointXYZRGB類型，該類型里面數(shù)據(jù)信息包含了顏色RGB信息，可以用來顯示點云顏色。首先將物體的高度歸一化到0~255之間，接著通過下圖中的公式來進行偽彩線性映射給各個點RGB賦值形成熱力點云圖，如圖4所示，左上角的顏色條對應(yīng)著高度信息。具體映射公式如式（2）所示。R(x?y)=ìí00￡f￡63064￡f￡1274f(x?y)-510128￡f￡191255192￡f￡255G(x?y)=ìí254-4f(x?y)0￡f￡634f(x?y)-25464￡f￡127255128￡f￡1911022-4f(x?y)192￡f￡255B(x?y)=ìí2550￡f￡63510-4f(x?y)64￡f￡1270128￡f￡1910192￡f￡255圖4點云熱力圖熱力點云圖雖然是有了高度信息但是看起來沒有實體那種真實感，交互不夠友好。要形成實體圖就需要對點云進行三角剖分網(wǎng)格化。本文對有序點云的快速網(wǎng)格化的思想就是根據(jù)最鄰近原則對點云數(shù)據(jù)進行三角剖分，就是將三維點云向XOY平面投影，然后將相鄰的點連接為一個三角面片。然后根據(jù)投影點云的連接關(guān)系來確定各原始三維148石釗銘：基于線陣光譜共焦的艦載顯控臺LED軟板涂膠微納級三維測量

【參考文獻】：
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本文編號：3068739