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一种基于视觉的自由曲面三维测量系统 被引量:7
1
作者 刘伟军 刘鹏 齐越 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2003年第12期2170-2173,共4页
采用线结构光和单CCD摄像机构成自由曲面三维测量系统 .探讨了摄像机标定、激光平面标定、被测物体点三维坐标计算及多视角测量数据融合等关键技术 .在多视角测量数据融合中采用Screw理论 ,将坐标系关系求取中带约束的多变量非线性优化... 采用线结构光和单CCD摄像机构成自由曲面三维测量系统 .探讨了摄像机标定、激光平面标定、被测物体点三维坐标计算及多视角测量数据融合等关键技术 .在多视角测量数据融合中采用Screw理论 ,将坐标系关系求取中带约束的多变量非线性优化问题转化为线性方程组的最小二乘问题 ,简化了计算的复杂性 ,提高了求解过程的稳定性 .进行了实验研究 ,给出了实验结果 . 展开更多
关键词 自由曲面三维测量系统 线结构光 CCD摄像机 数据融合 Screw理论 逆向工程
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改进Sobol法在自由曲面测量仪几何误差分析中的应用
2
作者 席建普 张通通 +3 位作者 邓丽娟 岳永高 聂子凯 刘释聪 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期62-67,共6页
在自由曲面的测量过程中,几何误差的引入几乎无法避免,而这些误差会严重影响测量结果的精度。针对此问题,以自由曲面测量仪为研究对象,基于多体系统理论建立误差模型,然后运用Sobol方法和准Monte Carlo算法对几何误差元素及其耦合效应... 在自由曲面的测量过程中,几何误差的引入几乎无法避免,而这些误差会严重影响测量结果的精度。针对此问题,以自由曲面测量仪为研究对象,基于多体系统理论建立误差模型,然后运用Sobol方法和准Monte Carlo算法对几何误差元素及其耦合效应进行灵敏度分析,识别严重影响测量结果的关键误差元素。通过分析自由曲面测量仪在不同位置下的几何误差元素灵敏度系数,从21项几何误差中识别出9项对自由曲面测量仪测量精度影响较大的关键项,并对灵敏度分析结果进行了误差补偿仿真验证。结果表明:补偿关键误差后,沿X、Y和Z方向的测量精度分别提升了77.1%、65%和83.3%,说明该方法能够有效辨识出自由曲面测量仪的关键几何误差项。 展开更多
关键词 自由曲面测量 几何误差 多体系统理论 改进Sobol方法 Monte Carlo估算
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基于光学自由曲面的三维位移测量系统 被引量:2
3
作者 房丰洲 万宇 +1 位作者 朱朋哲 程颖 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期934-942,共9页
针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普... 针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普通机床、多轴位移台等多轴系统位移精度检测.通过设计光学自由曲面基准件,搭建实验平台,建立测量系统的数学模型,完成了测量系统的标定实验、测量系统精度验证实验和三维位移测量实验.结果表明,该测量系统精度达2.8,μm,可用于多轴系统的位移检测. 展开更多
关键词 光学自由曲面 三维位移测量 数学模型标定 多轴系统
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基于单目视觉的自由曲面三维坐标测量方法 被引量:8
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作者 屈玉福 浦昭邦 赵慧洁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1318-1321,共4页
本文将单摄像机与三坐标测量机结合设计了一种自由曲面的三维坐标测量方法。自由曲面的表面经坐标测量机带动摄像机序列采集图像后形成图像体积,然后使用调焦评价函数在图像体积内寻优判断,找到自由曲面的正焦图像表面。根据物像关系式... 本文将单摄像机与三坐标测量机结合设计了一种自由曲面的三维坐标测量方法。自由曲面的表面经坐标测量机带动摄像机序列采集图像后形成图像体积,然后使用调焦评价函数在图像体积内寻优判断,找到自由曲面的正焦图像表面。根据物像关系式和正焦图像表面即可推得自由曲面点的三维坐标。经实验比较,本系统测量结果与接触式坐标测量机测量曲面点Z坐标极限偏差13μm。 展开更多
关键词 自由曲面 三维坐标测量 单目视觉 聚焦形状
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三维自由曲面测量中的图像拼接 被引量:3
5
作者 孙刚 李明哲 +1 位作者 付文智 严庆光 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期122-125,130,共5页
在大尺度工件的三维面形测量领域中提出了一种新的图像拼接法 ,该方法首先分区域测量得到两个或多个视场 ,通过在相邻子区域引入空间非共线 3点 ,分别求解摄像机旋转和平移矩阵 ,将这些视场统一到同一个坐标系下 ,实现分片数据拼接。采... 在大尺度工件的三维面形测量领域中提出了一种新的图像拼接法 ,该方法首先分区域测量得到两个或多个视场 ,通过在相邻子区域引入空间非共线 3点 ,分别求解摄像机旋转和平移矩阵 ,将这些视场统一到同一个坐标系下 ,实现分片数据拼接。采用光栅非接触测量方法对马鞍型曲面测量 ,结果表明 ,该方法速度快、精度高、可操作性强。 展开更多
关键词 图像拼接 子区 分区 曲面测量 三维面形测量 分片 视场 三维自由曲面 工件 精度
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三维曲面激光快速自动测量系统 被引量:9
6
作者 王学军 刘平方 施进发 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期46-50,共5页
本文介绍了一种采用激光和CCD光电子技术非接触三维曲面快速自动测量方法。阐述了该测量法的光学三角几何学测量原理。介绍了利用这种测量系统的配置,测量过程和测量数据采集与处理。用该测量系统对轿车模型作了实验测量,并取得了... 本文介绍了一种采用激光和CCD光电子技术非接触三维曲面快速自动测量方法。阐述了该测量法的光学三角几何学测量原理。介绍了利用这种测量系统的配置,测量过程和测量数据采集与处理。用该测量系统对轿车模型作了实验测量,并取得了良好的实验结果,不仅生成了轿车模型的三维曲面立体图形,而且与实际模型基本吻合。 展开更多
关键词 三维曲面 激光 自动测量系统
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三维曲面非接触式测量系统机械设计及误差补偿研究 被引量:3
7
作者 李剑 王恒奎 +2 位作者 杜设亮 王文 陈子辰 《机电工程》 CAS 2001年第1期48-51,共4页
研究了三维曲面非接触式测量系统的工作原理 ,明确了机械误差是影响测量系统误差的关键 ,在测量系统机械设计基础上分析了其几何误差和热误差 。
关键词 几何误差 误差补偿 神经网络 三维曲面 非接触式测量系统 机械设计
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三维环境下的自由曲面误差评定系统研究 被引量:3
8
作者 刘峥 孙波 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第5期1818-1820,共3页
为了提升误差评定系统的效果,针对三坐标测量机的测量方式,基于OpenGL开发了三维环境下的自由曲面误差评定系统。根据三坐标测量机的特点进行了自由曲面测量点的三维球测头半径补偿,采用双三次B样条进行曲面的反求。针对点到自由曲面距... 为了提升误差评定系统的效果,针对三坐标测量机的测量方式,基于OpenGL开发了三维环境下的自由曲面误差评定系统。根据三坐标测量机的特点进行了自由曲面测量点的三维球测头半径补偿,采用双三次B样条进行曲面的反求。针对点到自由曲面距离的计算问题,依据点与面片的匹配关系在叠代判断中加入参数越界的判断条件以提高效率。评定结果采用报表与三维显示相配合的方式,使结果更直观、方便。采用三维图形开发技术构建三维环境的误差评定系统,提升了逆向工程配套软件系统的灵活性与直观性,满足了用户需求。 展开更多
关键词 误差评定 三维模型 三坐标测量 自由曲面 OPENGL
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BP神经网络补偿三维曲面非接触式测量系统热变形误差研究 被引量:2
9
作者 傅龙珠 陈亚良 狄瑞坤 《机电工程》 CAS 2002年第4期55-58,共4页
针对一个三维非接触式测量系统 ,在简要介绍系统工作原理的基础上 ,指出机械部分的热变形误差是影响系统误差的关键。该文在分析测量系统机械部分的基础上对它进行了热误差的分析和建模 。
关键词 BP神经网络 热变形误差 误差补偿 三维曲面非接触式测量系统 机械系统
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基于点坐标测量的自由曲面非接触测量方法 被引量:1
10
作者 徐玉春 张国雄 +2 位作者 解则晓 冯国鑫 王春海 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2001年第8期79-81,共3页
提出了一种基于点坐标测量的自由曲面的非接触测量方法 ,介绍了测量系统的组成及工作原理 ,给出了系统的标定方法 ,并将该方法的主要特性和其他同类测量方法进行了对比 。
关键词 自由曲面 非接触测量 CAD 点坐标 测量系统 测量原理 反向工程
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基于多Kinect的家具自由曲面造型扫描系统设计
11
作者 李晓飞 《现代电子技术》 北大核心 2020年第2期154-156,共3页
为解决目前三维扫描系统存在的数据捕捉效率低、曲面扫描精度低等问题,基于Kinect传感器构建了家具自由曲面造型扫描系统。采用OpenNI开源框架来搭建多个Kinect传感器在服务器与驱动之间的交互桥梁,并将被测家具物体的深度图像转变成具... 为解决目前三维扫描系统存在的数据捕捉效率低、曲面扫描精度低等问题,基于Kinect传感器构建了家具自由曲面造型扫描系统。采用OpenNI开源框架来搭建多个Kinect传感器在服务器与驱动之间的交互桥梁,并将被测家具物体的深度图像转变成具有三维坐标值的点云数据。在三维点云数据的后处理阶段,使用PCL开发库实现家具自由曲面三维点云数据配准、融合,以及完整的家具自由曲面造型三维点云模型的展示。实验结果表明,该系统与传统系统相比,数据捕捉效率以及扫描精度更高,而且稳定性强。 展开更多
关键词 家具自由曲面 扫描系统 Kinect传感器 OpenNI开源框架 三维点云处理 系统测试
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用于三角测量大数值孔径双远心光学系统设计
12
作者 赵哲承 朱嘉诚 +3 位作者 刘雪峰 宋玲玲 陈新华 沈为民 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期188-195,共8页
测量不确定度是与测量结果紧密相关的重要指标,反映了仪器测量的稳定性。激光三角测量仪器的测量不确定度与成像光学系统数值孔径直接相关,增大数值孔径能够有效降低测量不确定度。为了满足高精度测量需求,应用二维Q-type多项式自由曲面... 测量不确定度是与测量结果紧密相关的重要指标,反映了仪器测量的稳定性。激光三角测量仪器的测量不确定度与成像光学系统数值孔径直接相关,增大数值孔径能够有效降低测量不确定度。为了满足高精度测量需求,应用二维Q-type多项式自由曲面,设计用于线激光三角测量仪的大数值孔径双远心Scheimpflug成像光学系统。首先基于三角测量原理和线激光三角测量仪指标分析成像光学系统参数,然后结合像差灵敏度分析以及自由曲面像差特性,确定成像光学系统中自由曲面的位置和数量并进行优化设计。设计得到系统的数值孔径为0.2,成像范围为10 mm×14 mm,调制传递函数(MTF)优于0.6,最大畸变为0.21%,远心度优于0.3°。该系统具有大孔径、成像质量好、畸变小、双远心的特点,能够满足高精度线激光三角测量仪的应用需求。 展开更多
关键词 线激光三角测量 光学设计 双远心光学系统 二维Q-type自由曲面
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自由曲面光学的超精密加工技术及其应用 被引量:26
13
作者 李荣彬 张志辉 +2 位作者 杜雪 孔令豹 蒋金波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期110-115,共6页
突破传统光学成像系统设计理论和方法,将自由曲面引入光学成像系统中,极大地提高了系统的成像质量和能量的传输效率;采用先进数控超精密制造技术加工自由曲面光学元件,解决了自由曲面光学元件加工的技术瓶颈。开发了自由曲面控制网格的... 突破传统光学成像系统设计理论和方法,将自由曲面引入光学成像系统中,极大地提高了系统的成像质量和能量的传输效率;采用先进数控超精密制造技术加工自由曲面光学元件,解决了自由曲面光学元件加工的技术瓶颈。开发了自由曲面控制网格的节点矢量的精确计算方法,以及多轴超精密数控加工光学自由曲面的自动编程及其刀具轨迹仿真系统,建立了自由曲面三维拓扑预测模型与优化系统,研发了多个自由曲面测量及评估方法,并搭建了自由曲面光学设计、加工、测试一体化的集成平台。上述核心技术有助解决国际上对复杂自由曲面光学元件在超精密加工及纳米级表面测量中的关键技术难题。研究成果推动了超精密加工及纳米测量领域内的技术进步。 展开更多
关键词 光学自由曲面 超精密加工 曲面测量 光学设计 集成系统
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基于单经纬仪的视觉测量三维数据拼接方法 被引量:14
14
作者 张广军 孙军华 +1 位作者 魏振忠 周富强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期441-445,共5页
本文针对大型自由曲面三维视觉测量中的数据拼接问题,建立了经纬仪透视投影模型,提出了以平面靶标为中介坐标系,以经纬仪坐标系为全局坐标系的三维数据拼接方法。在大型自由曲面的若干测量子区域附近放置一个平面靶标,通过视觉传感器拍... 本文针对大型自由曲面三维视觉测量中的数据拼接问题,建立了经纬仪透视投影模型,提出了以平面靶标为中介坐标系,以经纬仪坐标系为全局坐标系的三维数据拼接方法。在大型自由曲面的若干测量子区域附近放置一个平面靶标,通过视觉传感器拍摄平面靶标上的特征点,求得视觉传感器坐标系到靶标坐标系的变换矩阵;通过经纬仪观测靶标上的特征点,求得靶标坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。因此,可求得视觉传感器坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。将视觉传感器所测得的各子区域的三维数据统一到了经纬仪坐标系下,即完成了大型自由曲面的全局测量。经实验验证,数据拼接的RMS误差小于0.487mm。 展开更多
关键词 自由曲面 视觉测量 三维数据拼接 经纬仪 平面靶标
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多光刀三维轮廓快速测量方法研究 被引量:16
15
作者 李兵 罗意平 +1 位作者 王昭 蒋庄德 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期738-741,共4页
提出了一种三维自由曲面多光刀快速测量方案 ,阐述了此方法的测量原理 ,讨论了多光刀阵列的实现方法 ,分析了影响其测试精度的主要因素 提出了采用虚拟网格标定法对各光刀分别进行标定 ,以及运用光刀编码的方法实现对复杂自由曲面测量... 提出了一种三维自由曲面多光刀快速测量方案 ,阐述了此方法的测量原理 ,讨论了多光刀阵列的实现方法 ,分析了影响其测试精度的主要因素 提出了采用虚拟网格标定法对各光刀分别进行标定 ,以及运用光刀编码的方法实现对复杂自由曲面测量的方法 ,结果表明 展开更多
关键词 自由曲面 多光刀测量 三维轮廓快速测量方法 多光刀阵列 测试精度 虚拟网格标定法 光刀编码 汽车 钣金覆盖件
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基于PH10回转体的非接触测量系统建模与标定 被引量:5
16
作者 解则晓 张国雄 +1 位作者 徐玉春 王春海 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期714-717,共4页
提出一种由三坐标测量机、PH10回转体和激光三角测头组成的自由曲面非接触测量系统 .为了将激光测头的测量值转换为测量机机器坐标系下的三维坐标值 ,建立了测量系统的几何模型 .利用测头等效法对几何模型进行标定 ,求出其中的未知矩阵 ... 提出一种由三坐标测量机、PH10回转体和激光三角测头组成的自由曲面非接触测量系统 .为了将激光测头的测量值转换为测量机机器坐标系下的三维坐标值 ,建立了测量系统的几何模型 .利用测头等效法对几何模型进行标定 ,求出其中的未知矩阵 .利用迭代标定法消除了标定误差 ,使标定结果趋近于理想值 . 展开更多
关键词 三坐标测量 PH10回转体 激光三角测头 几何模型 标定 自由曲面 非接触测量系统
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三维形貌测量 被引量:2
17
作者 任同群 邾继贵 王浩 《电子测量技术》 2005年第4期48-48,52,共2页
为实现对自由曲面三维形貌的快速高精度测量,文中提出基于激光扫描的视觉测量方法及结构。该方案结构简单,测量速度快,实现了完全自动化。在汽车制造、航天、模具等重要行业中具有可观的应用前景。
关键词 非接触测量 激光视觉 三维测量 三维形貌测量 高精度测量 自由曲面 测量速度 全自动化 汽车制造 模具
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采用CMM测量系统的智能测量技术 被引量:4
18
作者 喻彩丽 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第11期85-88,共4页
复杂空间自由曲面测量是实现快速成型(RP)技术的关键,介绍智能测量技术在空间自由曲面测量中的应用。主要通过三坐标测量机(CMM)获取三维测量数据,经过曲面拟合形成CAD模型,从而得到三坐标加工数据。
关键词 CMM测量系统 自由曲面 智能测量技术
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非光学量测量及设备
19
《中国光学》 EI CAS 1997年第3期90-91,共2页
TB92 97032030傅里叶变换轮廓法用于大型三维曲面测量中的数据修正问题=A discussion on datum modification inFTP for the measu rement of 3-D large objectshapes[刊,中]/江毅,黄尚廉(重庆大学光电精密仪器系.四川,重庆(630044)),... TB92 97032030傅里叶变换轮廓法用于大型三维曲面测量中的数据修正问题=A discussion on datum modification inFTP for the measu rement of 3-D large objectshapes[刊,中]/江毅,黄尚廉(重庆大学光电精密仪器系.四川,重庆(630044)),王贞凯,胡章洪(德阳东方电机厂.四川,德阳(618000))//计量学报.—1996。 展开更多
关键词 傅里叶变换 重庆大学 计量学 测量系统 三维曲面测量 光电精密仪器 大型三维曲面 数据修正 表面粗糙度 光学系统
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激光测量
20
《中国光学》 EI CAS 2003年第1期41-44,共4页
P225.2 2003010310满意估计下的激光回波率研究=Study of laser echo ratebased on satisfaction estimation[刊,中]/程相权(南京理工大学自动化系.江苏,南京(210094)),郭治…//兵工学报.-2002,23(3).-332-335利用满意估计的思想对目标... P225.2 2003010310满意估计下的激光回波率研究=Study of laser echo ratebased on satisfaction estimation[刊,中]/程相权(南京理工大学自动化系.江苏,南京(210094)),郭治…//兵工学报.-2002,23(3).-332-335利用满意估计的思想对目标中心进行预测。 展开更多
关键词 激光测量 激光雷达系统 满意估计 半导体激光器 脉冲激光测距 激光回波 清华大学 红外 三维自由曲面 测量系统
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