鏡面反射表面的非接觸、高精度測(cè)量已成為三維光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域的重要科學(xué)問題。漫反射結(jié)構(gòu)光測(cè)量方法由于無法獲得被測(cè)表面的特征信息而不再適用。相位測(cè)量偏折術(shù)以其原理簡(jiǎn)單、成本低、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍大、全場(chǎng)測(cè)量快速等優(yōu)點(diǎn)成為研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)相位偏折術(shù)的測(cè)量模型、對(duì)應(yīng)性相位求解、系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定、梯度積分等方面展開了研究。在高精度相位求解,高精度標(biāo)定方法研究,高精度測(cè)量方法等方面取得了研究進(jìn)展,具體如下:1.針對(duì)移動(dòng)屏幕偏折術(shù)測(cè)量方法中的重復(fù)標(biāo)定問題,提出了基于單相機(jī)監(jiān)控的偏折術(shù)測(cè)量方法。輔助相機(jī)監(jiān)控顯示屏幕的兩個(gè)位置,通過Perspective-n-Point(PnP)方法和坐標(biāo)系變換確定顯示屏幕在主相機(jī)中的位姿關(guān)系。利用絕對(duì)相位追蹤對(duì)應(yīng)同一像素的顯示屏幕兩個(gè)位置上的同名相位點(diǎn),確定入射光線,最終確定法線和梯度信息,并根據(jù)徑向基函數(shù)插值法精確重建鏡面面形。采用鏡面標(biāo)定法對(duì)具有不同視場(chǎng)的主輔相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,從而通過坐標(biāo)系變換將入射光線和反射光線統(tǒng)一到主相機(jī)坐標(biāo)系下。該方法只需標(biāo)定一次,不會(huì)產(chǎn)生重復(fù)標(biāo)定誤差。2.針對(duì)傳統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)偏折術(shù)測(cè)量視場(chǎng)受限、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題,提出了空間結(jié)構(gòu)雙層平面偏折術(shù)。通過透明面光源構(gòu)建...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 傳統(tǒng)光學(xué)三維測(cè)量分析
    1.3 相位偏折術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 相位偏折術(shù)測(cè)量模型分析
    1.5 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 相位偏折術(shù)測(cè)量研究內(nèi)容基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定
        2.2.1 內(nèi)參數(shù)標(biāo)定
        2.2.2 系統(tǒng)位姿關(guān)系標(biāo)定
    2.3 對(duì)應(yīng)性求解
        2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)相移編碼
        2.3.2 嵌套相移編碼
        2.3.3 相位展開
            2.3.3.1 周期相移編碼
            2.3.3.2 健壯中國剩余定理
        2.3.4 嵌套相移編碼仿真與分析
        2.3.5 健壯中國剩余定理仿真與分析
    2.4 梯度積分
    2.5 本章小結(jié)
第三章 單相機(jī)監(jiān)控偏折術(shù)
    3.1 引言
    3.2 單相機(jī)監(jiān)控偏折術(shù)測(cè)量原理
    3.3 PnP問題求解
    3.4 單相機(jī)監(jiān)控偏折術(shù)測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定
    3.5 系統(tǒng)搭建與測(cè)量
        3.5.1 系統(tǒng)標(biāo)定工作
        3.5.2 測(cè)量鏡面三維面形
    3.6 本章小結(jié)
第四章 雙層平面偏折術(shù)
    4.1 引言
    4.2 雙層平面偏折術(shù)測(cè)量原理
        4.2.1 不考慮折射影響
        4.2.2 考慮折射影響
    4.3 雙層平面偏折術(shù)標(biāo)定方法
        4.3.1 折射參數(shù)標(biāo)定
        4.3.2 標(biāo)定系統(tǒng)位姿關(guān)系
    4.4 雙層平面偏折術(shù)系統(tǒng)搭建與精度驗(yàn)證
        4.4.1 標(biāo)定折射參數(shù)及系統(tǒng)位姿關(guān)系
        4.4.2 系統(tǒng)測(cè)量精度驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 立體偏折術(shù)
    5.1 引言
    5.2 一維搜索計(jì)算法線原理
    5.3 平行鏡面標(biāo)定法
        5.3.1 旋轉(zhuǎn)矩陣標(biāo)定
        5.3.2 單相機(jī)標(biāo)定模式
        5.3.3 雙相機(jī)標(biāo)定模式
    5.4 仿真分析系統(tǒng)配置及平行鏡面參數(shù)對(duì)重建精度影響
    5.5 立體偏折術(shù)系統(tǒng)搭建及測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 立體偏折術(shù)系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定
        5.5.2 立體偏折術(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
第六章 線面模型偏折術(shù)
    6.1 引言
    6.2 線面偏折術(shù)測(cè)量原理
    6.3 線面測(cè)量模型標(biāo)定方法
        6.3.1 標(biāo)定投影儀內(nèi)參數(shù)、相機(jī)內(nèi)參數(shù)及其位姿關(guān)系
        6.3.2 仿真分析位姿關(guān)系標(biāo)定對(duì)重建精度的影響
    6.4 線面偏折術(shù)測(cè)量系統(tǒng)搭建和實(shí)驗(yàn)分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者在攻讀博士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀博士學(xué)位期間所作的項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3774111