發(fā)布時間：2021-07-29 10:57

　　航發(fā)葉片作為國之重器航空發(fā)動機的關鍵核心,對葉片進行高效高精度的檢測變得愈發(fā)重要。傳統(tǒng)三坐標測量方法難以勝任葉片復雜輪廓的高效測量,使用具有快速測量特點的結構光方法檢測葉片成為一種重要趨勢。而現(xiàn)有的葉片高精度結構光測量系統(tǒng)多被國外產(chǎn)品壟斷,難以為葉片相關制造企業(yè)所普及。在此背景下,本文結合雙目視覺理論和結構光柵投影方法,對葉片輪廓三維測量的關鍵技術進行研究。本文的主要研究內(nèi)容包括:（1）研究了雙目視覺系統(tǒng)的測量理論,分別對雙目相機的極線約束條件和立體矯正理論進行推導,分析了不同光軸情況下的視差求解模型,主要研究了交叉光軸情況下的點云求解原理。然后對系統(tǒng)中相機和三維空間的坐標關系轉(zhuǎn)換進行推導,分別利用張正友標定法和逆相機法對左右相機和投影儀進行標定,最后通過分析張正友方法發(fā)現(xiàn)了系統(tǒng)標定優(yōu)化尚存問題,并根據(jù)標定誤差模型提出基于外參約束的系統(tǒng)標定優(yōu)化方法。（2）研究并分析比較格雷碼結構光和正弦光柵結構光的投影原理,進一步推導了四步相移法的解相位原理。主要展開對基于非連續(xù)性路徑的可靠性排序解相位算法的研究,并在此基礎上對其改進,提出基于多鴿巢自適應排序的快速解相位方法,不但有效避免了解相過程中... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

航空發(fā)動機葉片

第一章緒論3圖1-2光學投影法測量在航發(fā)葉片的生產(chǎn)加工中需要保證葉片表面粗糙度滿足工業(yè)要求，一般常使用干涉技術[17]對其進行測量，但是由于干涉技術的波長相關限制，所以該技術的視場測量范圍一般較校在實際生產(chǎn)中，也會通過三坐標機結合干涉測量法原理對葉片展開測量，先利用三坐標初步測量，再利用干涉法進行非接觸式測量。合肥工業(yè)大學[18]結合干涉技術研制出納米級測量精度的CMM，遠超同級別CMM。日本學者N.Tsabourakis[19]在1988年提出基于激光三角法的對于待測物體進行測量，如圖1-3所示。激光技術的發(fā)展結合傳統(tǒng)的坐標測量機又衍生出了激光掃描式的測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)測量方式靈活多變，測量精度高，非常適合葉片的測量，后逐漸發(fā)展，用線激光取代點激光，可以更高效的完成非接觸式測量[20]，通過線激光對葉片表面進行掃描并由相機捕捉，根據(jù)三角形相似原則，就可以計算得到激光線在每個位置的深度信息，掃描一遍就可以得到葉片的深度圖，相比之下線激光較點激光提升了系統(tǒng)測量效率。2003年楊永躍等[21]對葉片型面進行線激光投影掃描，從而獲得了葉片的表面三維信息；2005年陳凱云等[22]又基于激光掃描法研究了用于航發(fā)葉片型面的在線測量方法，在原有三坐標機中添加了轉(zhuǎn)臺輔助測量，該方法測量精度達到10um，測量速度為4min/每片；圖1-3激光三角測量法圖1-4面結構光測量法

第一章緒論3圖1-2光學投影法測量在航發(fā)葉片的生產(chǎn)加工中需要保證葉片表面粗糙度滿足工業(yè)要求，一般常使用干涉技術[17]對其進行測量，但是由于干涉技術的波長相關限制，所以該技術的視場測量范圍一般較校在實際生產(chǎn)中，也會通過三坐標機結合干涉測量法原理對葉片展開測量，先利用三坐標初步測量，再利用干涉法進行非接觸式測量。合肥工業(yè)大學[18]結合干涉技術研制出納米級測量精度的CMM，遠超同級別CMM。日本學者N.Tsabourakis[19]在1988年提出基于激光三角法的對于待測物體進行測量，如圖1-3所示。激光技術的發(fā)展結合傳統(tǒng)的坐標測量機又衍生出了激光掃描式的測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)測量方式靈活多變，測量精度高，非常適合葉片的測量，后逐漸發(fā)展，用線激光取代點激光，可以更高效的完成非接觸式測量[20]，通過線激光對葉片表面進行掃描并由相機捕捉，根據(jù)三角形相似原則，就可以計算得到激光線在每個位置的深度信息，掃描一遍就可以得到葉片的深度圖，相比之下線激光較點激光提升了系統(tǒng)測量效率。2003年楊永躍等[21]對葉片型面進行線激光投影掃描，從而獲得了葉片的表面三維信息；2005年陳凱云等[22]又基于激光掃描法研究了用于航發(fā)葉片型面的在線測量方法，在原有三坐標機中添加了轉(zhuǎn)臺輔助測量，該方法測量精度達到10um，測量速度為4min/每片；圖1-3激光三角測量法圖1-4面結構光測量法

【參考文獻】：
期刊論文
[1]航空發(fā)動機葉片型面輪廓光學測量技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 黃智,李凱,趙燎,李超,王洪艷.  航空制造技術. 2018(22)
[2]結構光三維成像技術[J]. 蘇顯渝,張啟燦,陳文靜.  中國激光. 2014(02)
[3]結合邊界和區(qū)域的水平集超聲圖像分割算法[J]. 趙杰,祁永梅,潘正勇.  激光雜志. 2013(06)
[4]醫(yī)用心臟圖像分割算法的量化評估框架[J]. 叢超.  重慶理工大學學報(自然科學). 2013(07)
[5]基于改進凸包算法的葉片型面特征參數(shù)提取[J]. 彭志光,李文龍.  裝備制造技術. 2012(01)
[6]大型水輪機葉片快速檢測的新方法[J]. 劉建偉,梁晉,梁新合,劉強.  光電工程. 2009(08)
[7]航空發(fā)動機葉片型面測量方法評述[J]. 陸佳艷,熊昌友,何小妹,馬驪群,蔡薇.  計測技術. 2009(03)
[8]大尺寸機械零件的機器視覺高精度測量方法[J]. 何博俠,張志勝,徐孫浩,史金飛.  中國機械工程. 2009(01)
[9]基于Harris-Affine和SIFT特征匹配的圖像自動配準[J]. 李玲玲,李翠華,曾曉明,李保.  華中科技大學學報(自然科學版). 2008(08)
[10]TJXW–3D型便攜式巖石三維表面形貌儀的研制[J]. 夏才初,王偉,丁增志.  巖石力學與工程學報. 2008(07)

博士論文
[1]納米三坐標測量機機械結構及接觸式測頭技術研究[D]. 王偉麗.合肥工業(yè)大學 2008

碩士論文
[1]基于多頻外差法的雙目結構光三維重建方法研究[D]. 何春橋.重慶大學 2018
[2]基于兩幅光柵條紋投影的三維輪廓術[D]. 劉業(yè)鵬.山東大學 2016
[3]葉片型面測量技術研究及其誤差分析[D]. 劉繼明.吉林大學 2015
[4]基于近景攝影測量的文物三維重建研究[D]. 唐燕.西安科技大學 2013
[5]基于標記點的流動式三維掃描測量技術的研究[D]. 顧賓.中國海洋大學 2013
[6]點云數(shù)據(jù)的配準算法[D]. 肖慧敏.西安電子科技大學 2013
[7]格雷碼結合相移的編碼結構光三維重建技術研究[D]. 侯風芝.西安電子科技大學 2011
[8]三維輪廓測量中傅里葉變換法的改進研究[D]. 王亞軍.中國科學技術大學 2010
[9]基于立體視覺的牙模三維重建系統(tǒng)的研究[D]. 曾一庭.重慶大學 2009



本文編號：3309196