三维轮廓测量系统设计与试验分析

1

作者 孙云龙 史立凯 《造纸装备及材料》 2024年第6期18-20,共3页

针对微纳结构表面轮廓快速精准测量问题,文章设计了一套基于干涉显微法原理的三维轮廓测量系统。系统包括光学系统装置,精密扫描驱动装置和采集图像数据装置。以标准单刻线样板和标准台阶为测试对象,进行了测量能力和示值重复性试验,数... 针对微纳结构表面轮廓快速精准测量问题,文章设计了一套基于干涉显微法原理的三维轮廓测量系统。系统包括光学系统装置,精密扫描驱动装置和采集图像数据装置。以标准单刻线样板和标准台阶为测试对象,进行了测量能力和示值重复性试验,数据表明,系统垂直测量精度可达1nm,测量绝对误差范围在0.001~0.007μm,示值重复性为0.0966%。结果说明系统具有测量面积大、可靠性高和非接触等特点,可实现微纳结构表面轮廓的非破坏性、快速精准测量。 展开更多

关键词 三维轮廓测量系统 非接触 干涉显微法

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用共焦成像原理实现微米级的三维轮廓测量 被引量：8

2

作者 孔兵 王昭 谭玉山 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1151-1154,共4页

以普通光学成像透镜取代显微物镜 ,以针孔阵列 (5 0 0× 5 0 0 )取代单针孔 ,实现了全场并行共焦测量 .在数据处理上 ,采用了内插值三维重构算法 ,以及二次曲面拟合的系统误差校正算法 ,可以在较大的采样间距下获取较高的测量精度 ... 以普通光学成像透镜取代显微物镜 ,以针孔阵列 (5 0 0× 5 0 0 )取代单针孔 ,实现了全场并行共焦测量 .在数据处理上 ,采用了内插值三维重构算法 ,以及二次曲面拟合的系统误差校正算法 ,可以在较大的采样间距下获取较高的测量精度 .实验表明 ,系统的最大横向测量范围为 5mm× 5mm ,横向测量精度约为 13μm ,纵向测量精度约为 5 μm ,因此可大大提高测量视场及测量速度 . 展开更多

关键词 光学测量 内插值 二次曲面拟合 共焦成像 三维轮廓测量 微米级 光学成像透镜

在线阅读 下载PDF 职称材料

运用LCD条纹投影进行光学三维轮廓测量 被引量：5

3

作者 谢捷如 王震 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期301-304,共4页

基于LCD条纹投影技术提出了一种新型实用的三维轮廓测量系统。由于对投影系统至今还没有完整的数学描述,故先从小孔成像理论推导出一种线性隐式模型。提出了一种可靠的格雷码-相移组合编码方法,并针对解码过程中由于图像噪声的干扰而可... 基于LCD条纹投影技术提出了一种新型实用的三维轮廓测量系统。由于对投影系统至今还没有完整的数学描述,故先从小孔成像理论推导出一种线性隐式模型。提出了一种可靠的格雷码-相移组合编码方法,并针对解码过程中由于图像噪声的干扰而可能出现的错误提出了一种码值修正算法,增强了测量系统的稳定性。最后分别对人面部和叶轮模型进行测量试验,结果表明,该系统工作稳定、精度高,单视角测量点数为130万,测量范围为400 mm×360 mm,水平测量点距为0.5 mm。 展开更多

关键词 计量学 三维轮廓测量 结构光 条纹投影 格雷码 相移

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种光刀式义齿三维轮廓测量系统标定方法

4

作者 蔡文泽 田爱玲 +2 位作者 刘丙才 王红军 陈桦 《西安工业大学学报》 CAS 2016年第8期618-622,共5页

为了提高数字化口腔测量系统的测量精度,文中基于光刀式测量法,提出了一种用于测量义齿三维轮廓的系统标定方法.采用具有一定斜面的立方体作为标定块,通过标定块的单方向平移,确定出每一个高度下空间物理位置点在摄像机成像平面的像素值... 为了提高数字化口腔测量系统的测量精度,文中基于光刀式测量法,提出了一种用于测量义齿三维轮廓的系统标定方法.采用具有一定斜面的立方体作为标定块,通过标定块的单方向平移,确定出每一个高度下空间物理位置点在摄像机成像平面的像素值,对标定范围内所有像素点进行标定,得到网格式的标定结果.该标定方法经实验验证,结果表明:标定后测量系统的测量精度达到0.04mm,对高度标定具有连续性;通过标定块的两次平移可以完成整个标定过程;较传统义齿三维轮廓测量系统标定方法,标定灵活性增强,标定原理简化,标定速度快. 展开更多

关键词 三维轮廓测量 系统标定 义齿 标定速度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FTP的三维轮廓测量方法及实验 被引量：1

5

作者 江磊 《现代电子技术》 2010年第12期111-113,共3页

为了快速、高精确度地得到物体的三维轮廓信息,在此利用傅里叶变换轮廓术,将被测物体置于光栅投影下,采集变形光栅图像,根据被测物体表面的高度与相位差之间的映射关系,通过在计算机中与参考光栅原像的比较分析,以获得被测物体的三维轮... 为了快速、高精确度地得到物体的三维轮廓信息,在此利用傅里叶变换轮廓术,将被测物体置于光栅投影下,采集变形光栅图像,根据被测物体表面的高度与相位差之间的映射关系,通过在计算机中与参考光栅原像的比较分析,以获得被测物体的三维轮廓信息。实验中搭建了由LCD投影仪、CCD摄像机、图像采集卡和光学导轨等组成的光栅投影测量系统的硬件平台,提出了用1台计算机同时控制投影和采集处理光栅图像,根据映射关系在多次实验中不断修改优化测量参数,做到既不影响视场范围,又保证较高的测量精度,并给出了由计算机重建后较好的三维轮廓图像精度及其实验的测量误差分析。 展开更多

关键词 FTP 三维轮廓测量 光栅投影法 三维重构

在线阅读 下载PDF 职称材料

双CCD光栅投影法测量物体三维轮廓技术 被引量：8

6

作者 田爱玲 刘洋 +2 位作者 郭迎福 刘丙才 王红军 《西安工业大学学报》 CAS 2009年第2期108-112,共5页

为了实现物体三维轮廓的高精度测量,使用双CCD采集被物体调制的光栅图像,将四步相移法与图象编码法相结合对采集到的图像进行处理,得到物体上各个点的相位变化,根据相位变化求出物点相对于参考面的高度,从而获得物体的三维轮廓信息.实... 为了实现物体三维轮廓的高精度测量,使用双CCD采集被物体调制的光栅图像,将四步相移法与图象编码法相结合对采集到的图像进行处理,得到物体上各个点的相位变化,根据相位变化求出物点相对于参考面的高度,从而获得物体的三维轮廓信息.实验表明,此方法测量信息获取完整,可以测量陡峭或不连续的物体,测量误差在0.05 mm以内. 展开更多

关键词 光栅投影 三维轮廓测量 图象编码 四步相移

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维表面轮廓的白光干涉垂直扫描测量方法的研究 被引量：2

7

作者 汪洁 常素萍 谢铁邦 《计量学报》 CSCD 北大核心 2006年第z1期160-163,共4页

基于白光干涉垂直扫描轮廓测量原理,研制出一种以6JA干涉显微镜为基础,配合自带计量衍射光栅测量系统的精密垂直位移工作台,从而实现大范围、高精度三维表面轮廓测量的方法.实验结果表明,采用白光干涉垂直扫描轮廓测量方法,可满足测量... 基于白光干涉垂直扫描轮廓测量原理,研制出一种以6JA干涉显微镜为基础,配合自带计量衍射光栅测量系统的精密垂直位移工作台,从而实现大范围、高精度三维表面轮廓测量的方法.实验结果表明,采用白光干涉垂直扫描轮廓测量方法,可满足测量解析度及精度达到纳米等级的同时,其垂直测量范围可达80μm的三维表面轮廓测量要求. 展开更多

关键词 计量学 表面三维轮廓测量 垂直扫描白光干涉法

在线阅读 下载PDF 职称材料

用时间域相位解包法测量不连续物体的三维轮廓 被引量：2

8

作者 田爱玲 卷幡智明 +1 位作者 武田光夫 蒋庄德 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1196-1198,共3页

针对传统相位解包方法不能测量不连续物体轮廓的问题,提出了一种基于时间域相位解包的傅里叶变换技术.该技术采用先投影一系列间距随时间变化的正弦条纹图到被测物体上,再用电荷耦合器件和图像采集卡来获取由物体面形调制而变形的条纹图... 针对传统相位解包方法不能测量不连续物体轮廓的问题,提出了一种基于时间域相位解包的傅里叶变换技术.该技术采用先投影一系列间距随时间变化的正弦条纹图到被测物体上,再用电荷耦合器件和图像采集卡来获取由物体面形调制而变形的条纹图,并沿时间轴对这些变形条纹做傅里叶变换、滤波和反变换,然后沿时间轴解包,得到图像上每个时刻每个像素点的相位.由此得到的相位值在像面内是相互独立并且是沿时间轴变化的,这个相位变化率包含有物体的高度信息.实验表明,该技术成功地解决了不连续物体的轮廓测量问题,与传统的空间相位解包方法相比,该技术最大的优点是能够方便、准确地测量不连续和大陡度物体的轮廓. 展开更多

关键词 时域相位解包 傅里叶变换 三维轮廓测量 条纹投影

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种快速回转式三维轮廓的测量技术 被引量：2

9

作者 李根乾 宋元鹤 +1 位作者 赵宏 谭玉山 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期27-29,共3页

实现了一种快速回转式三维测量技术，脉冲调制的半导体激光器为光源，通过光学系统产生一线光源，投射到物体表面，ＣＣＤ摄像机获取的视频信号经过硬件电路实时处理后得到该光刀对应的物体位移量。回转平台每次转动１°，３６０
... 实现了一种快速回转式三维测量技术，脉冲调制的半导体激光器为光源，通过光学系统产生一线光源，投射到物体表面，ＣＣＤ摄像机获取的视频信号经过硬件电路实时处理后得到该光刀对应的物体位移量。回转平台每次转动１°，３６０°三维测量数据的获取仅须１５ｓ。文中介绍了这种三维数字化仪的基本原理和实现方法。 展开更多

关键词 三维轮廓测量 二极管激光光源 三维数字化仪

在线阅读 下载PDF 职称材料

双参考面FTP法测量弹痕轮廓 被引量：2

10

作者 权贵秦 安毓英 王凤琴 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期805-808,共4页

针对头盔上弹痕的三维轮廓测量,提出了采用基于双参考面的条纹投影傅里叶变换法.改变一般测量中只选择一个平面作参考面的做法,引入无弹痕时的头盔表面作为测量的第二参考面,克服了单平面参考面测量时的信息丢失,保证了准确性.测得了弹... 针对头盔上弹痕的三维轮廓测量,提出了采用基于双参考面的条纹投影傅里叶变换法.改变一般测量中只选择一个平面作参考面的做法,引入无弹痕时的头盔表面作为测量的第二参考面,克服了单平面参考面测量时的信息丢失,保证了准确性.测得了弹痕的实际三维轮廓.实验证实了其正确性,精度可达0.1 mm. 展开更多

关键词 傅里叶轮廓术 三维轮廓测量 双参考面 弹痕

在线阅读 下载PDF 职称材料

具有较大测量范围的激光线扫描三维测量机 被引量：1

11

作者 宋元鹤 李卫华 赵宏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期422-424,共3页

文章就线结构光三维轮廓测量方法及其实用化做了深入的分析和研究。研制的光刀中心位置获取电路,提高了测量速度;采用双CCD补偿算法来提高系统的测量精度;用最小二乘拟合结构参数的方法来标定光刀在高度方向和轴向的物象相对坐标关系,... 文章就线结构光三维轮廓测量方法及其实用化做了深入的分析和研究。研制的光刀中心位置获取电路,提高了测量速度;采用双CCD补偿算法来提高系统的测量精度;用最小二乘拟合结构参数的方法来标定光刀在高度方向和轴向的物象相对坐标关系,解决了测量中的标定问题;对物体的分段与分层测量极大地扩展了测量范围。实验结果表明,所开发的线扫描测量机具有较大的测量范围,较高的精度和测量速度,具有很高的实用价值。 展开更多

关键词 线结构光 三维轮廓测量 线扫描测量机 双CCD补偿算法 最小二乘拟合结构参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于相移技术的三维轮廓检测方法 被引量：2

12

作者 石智伟 洪嘉萍 +1 位作者 林嘉杰 林桔桦 《信息技术》 2008年第1期35-37,共3页

光学三维轮廓检测技术在工业生产控制与检测、医学诊断和机器人视觉等领域正占有越来越重要的地位。提出了一种将莫尔投影法与单片机控制的相移技术相结合的物体表面三维轮廓测量方法,有效地实现了物体表面三维轮廓的高速、自动高精度... 光学三维轮廓检测技术在工业生产控制与检测、医学诊断和机器人视觉等领域正占有越来越重要的地位。提出了一种将莫尔投影法与单片机控制的相移技术相结合的物体表面三维轮廓测量方法,有效地实现了物体表面三维轮廓的高速、自动高精度测量。 展开更多

关键词 莫尔条纹 相移 三维轮廓测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于非连续曲面轮廓测量的激光差动像散传感器

13

作者 邱丽荣 郭俊杰 +1 位作者 赵维谦 沙定国 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第B09期131-135,共5页

针对目前工程领域中亟待解决的三维曲面轮廓的精密测量问题，研制了具有纳米级轴向分辨力的光瞳滤波式激光偏振光差动像散传感器（PLDAP）。该传感器基于像散检测原理，利用位于两柱面镜焦前、焦后等距放置的两探测器上的光斑形状信号... 针对目前工程领域中亟待解决的三维曲面轮廓的精密测量问题，研制了具有纳米级轴向分辨力的光瞳滤波式激光偏振光差动像散传感器（PLDAP）。该传感器基于像散检测原理，利用位于两柱面镜焦前、焦后等距放置的两探测器上的光斑形状信号差动相减和光强归一化处理得到聚焦误差信号，对被测表面进行高精度双极性绝对测量，可用于大倾角表面的测量。PLDAP中，偏振差动光路布置光强归一化技术的采用，有效抑制了环境光波动、光源波动、物体表面光学特性以及光学器件间多次反射对测量结果的影响，显著提高了像散检测技术的抗干扰能力。实验表明：当测量物镜采用数值孔径NA=0．65时，PLDAP测量范围达±10μm，分辨力优于5nm，可测倾角20°，稳定性优于2％。该传感器为非连续表面轮廓的跟踪、瞄准测量提供一种新的技术途径。 展开更多

关键词 计量学 三维轮廓测量 差动像散 聚焦误差信号 光瞳滤波器

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种快速高精度三线阵CCD三维轮廓术 被引量：2

14

作者 蒋克俭 赵宏 +1 位作者 宋元鹤 李天石 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期368-369,共2页

文中提出一种新的快速三维轮廓测量方法,将三个1024像素的光敏元阵列等间距封装在一起,无须通常的机械或电子式的移相操作,只要物体的位移量和空间采样间隔满足整数倍的比例关系,一次性连续扫描采样就可以获得三幅相位图。通过三路DSP... 文中提出一种新的快速三维轮廓测量方法,将三个1024像素的光敏元阵列等间距封装在一起,无须通常的机械或电子式的移相操作,只要物体的位移量和空间采样间隔满足整数倍的比例关系,一次性连续扫描采样就可以获得三幅相位图。通过三路DSP处理器自动计算,就可完成整个测量过程。实验结果表明,本文提出的三线阵CCD相位测量系统具有较高的测量精度和测量速度,有很高的实用价值。 展开更多

关键词 线阵CCD DSP处理器 相位测量 三维轮廓测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

面结构光在三维测量中的应用技术研究 被引量：15

15

作者 刘新宇 《航空制造技术》 2019年第10期83-87,共5页

结构光测量技术具有非接触、精度高、速度快、应用广等优点,是三维测量领域中重点发展的方向之一。对比3种不同形式的结构光,采用基于三角法原理的面结构光对待测物体进行三维测量,数据采集得到待测物体单幅点云,通过标志点自动拼接技... 结构光测量技术具有非接触、精度高、速度快、应用广等优点,是三维测量领域中重点发展的方向之一。对比3种不同形式的结构光,采用基于三角法原理的面结构光对待测物体进行三维测量,数据采集得到待测物体单幅点云,通过标志点自动拼接技术及基于ICP原理的拼接技术完成单幅点云数据的粗拼接和精拼接,将拼接后点云数据与理论模型对齐并创建彩图,得到待测物体误差彩图,直观反映待测零件实际状态。利用不同设备对同一零件进行测量,验证了结果的正确性以及测量的高效性,测量因素分析可以有效提高测量效率,减少噪点对测量结果的影响。 展开更多

关键词 三维轮廓测量 面结构光 激光三角法 点云拼接技术 误差分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

小尺寸凹陷物体表面轮廓测量方法

16

作者 魏龙超 权贵秦 +2 位作者 倪晋平 田爱玲 王红军 《西安工业学院学报》 2006年第2期120-123,共4页

在分析条纹投影测量物体轮廓方法的基础上,针对不规则小尺寸凹陷物体提出一种新的投影方法,采用激光光源和空间光调制器代替常用的投影仪,解决了小尺寸凹陷物体表面轮廓测量问题.在图像处理方面沿用了傅立叶变换技术,在滤波方面改进了... 在分析条纹投影测量物体轮廓方法的基础上,针对不规则小尺寸凹陷物体提出一种新的投影方法,采用激光光源和空间光调制器代替常用的投影仪,解决了小尺寸凹陷物体表面轮廓测量问题.在图像处理方面沿用了傅立叶变换技术,在滤波方面改进了传统滤波方法,实现了自动滤波处理.利用该投影系统和改进后的滤波技术对具有不规则小尺寸凹陷的物体进行了实际测量,证实了该方法的可行性. 展开更多

关键词 三维轮廓测量 空间光调制器 傅立叶变换 滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

数字全息显微术应用于微器件的测量研究

17

作者 王红军 李方方 《西安工业大学学报》 CAS 2014年第2期94-98,共5页

利用数字全息显微测量的方法进行微器件测量,以实现微小形变或者微小位移的测量,继而进行反馈调节,实现实时监测.在学习数字全息的基本理论的基础上,建立无预放大数字全息显微测量系统,对MEMS微器件进行测量.基于菲涅耳近似的再现算法... 利用数字全息显微测量的方法进行微器件测量,以实现微小形变或者微小位移的测量,继而进行反馈调节,实现实时监测.在学习数字全息的基本理论的基础上,建立无预放大数字全息显微测量系统,对MEMS微器件进行测量.基于菲涅耳近似的再现算法编写了数字全息再现的程序,用频谱滤波的方法对全息图中对图像质量有严重影响的零级项、孪生像进行了有效的抑制,从而使成像质量得到提高,最终获得了其再现三维轮廓,刻槽深度为160nm,栅距为430μm. 展开更多

关键词 数字全息显微 菲涅耳近似 三维轮廓测量 成像质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

管片钢筋骨架外弧面尺寸检测系统的研制与应用

18

作者 陈志强 《国防交通工程与技术》 2024年第1期13-17,共5页

传统管片钢筋骨架的质检多数采用人工测量完成,不同人员对测量工具使用的熟练度不同导致最终结果参差不齐。研制了一套基于高精度激光三维轮廓测量仪的钢筋骨架外形尺寸自动检测系统,该系统由检测桁架及轨道小车、电气系统、激光三维轮... 传统管片钢筋骨架的质检多数采用人工测量完成,不同人员对测量工具使用的熟练度不同导致最终结果参差不齐。研制了一套基于高精度激光三维轮廓测量仪的钢筋骨架外形尺寸自动检测系统,该系统由检测桁架及轨道小车、电气系统、激光三维轮廓测量仪和上位机软件构成。检测系统工作流程:将钢筋骨架放置在轨道小车上,轨道小车自动运行进入检测工位,测量仪扫描采集点云数据,系统自动处理数据、完成检测数据可视化。检测系统明显提高了钢筋骨架的检测精度和检测速度,同时可根据检测数据生成判定结果,有利于加强管片钢筋骨架的生产质量管控。 展开更多

关键词 管片 钢筋骨架 外形尺寸 自动检测 激光三维轮廓测量仪 数据可视化

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种高密度光栅结构光编码方法 被引量：13

19

作者 孙军华 魏振忠 张广军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2006年第7期78-82,共5页

针对光栅结构光传感器三维测量过程中光条识别问题,提出一种新的金字塔子光栅投射法结构光编码方法。该方法把高密度光栅逐级细分为若干个可容易识别的子光栅,用空间二分编码方法分别对每个子光栅进行编码,并详细介绍了确定光条点码值... 针对光栅结构光传感器三维测量过程中光条识别问题,提出一种新的金字塔子光栅投射法结构光编码方法。该方法把高密度光栅逐级细分为若干个可容易识别的子光栅,用空间二分编码方法分别对每个子光栅进行编码,并详细介绍了确定光条点码值的方法。把该编码方法应用于光栅结构光传感器中,实现了维纳斯雕像的三维测量,并给出了三维重建结果。结果表明,该编码方法误码率仅为0.75%,特别适用于物体三维轮廓致密测量。 展开更多

关键词 光栅结构光 编码光栅 光传感器 三维轮廓测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

光栅投影系统设计 被引量：1

20

作者 尚小燕 权贵秦 田爱玲 《西安科技学院学报》 北大核心 2002年第3期364-366,共3页

论述了光栅投影系统中冷光源的设计及用于光栅投影的透镜设计。前者运用透红外冷反光镜 ,实现了对可见光的高反射 ,对红外光 80 %以上透射 ,使得输出光热量很少 ,降低了测量误差 ;后者采用基本对称结构 ,并对球差及畸变进行校正 ,达到要... 论述了光栅投影系统中冷光源的设计及用于光栅投影的透镜设计。前者运用透红外冷反光镜 ,实现了对可见光的高反射 ,对红外光 80 %以上透射 ,使得输出光热量很少 ,降低了测量误差 ;后者采用基本对称结构 ,并对球差及畸变进行校正 ,达到要求 。 展开更多

关键词 光栅投影系统 冷光源 透镜 系统设计 光栅成像系统 光学测量 三维轮廓测量

在线阅读 下载PDF 职称材料