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题名基于标定参数修正的远心成像精密三维测量
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作者
李文杰
刘伍浪
王贝贝
黄玉源
刘规杰
李富权
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机构
广西制造系统与先进制造技术重点实验室(桂林电子科技大学机电工程学院)
数码激光成像与显示教育部工程研究中心
桂林长海发展有限责任公司
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出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第2期165-175,共11页
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基金
广西制造系统与先进制造技术重点实验室(主任基金)项目(No.23354S006)
数码激光成像与显示教育部工程研究中心资助项目(No.SDGC2319)
国家自然科学基金(No.52005119)。
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文摘
远心成像具有稳定放大倍率、大景深、低畸变等优点,在三维精密测量领域备受关注。然而,由于制造工艺的限制,远心镜头的孔径光阑无法完美地置于焦平面上,导致偏离光轴微小角度的光线也能进入,从而引入测量误差。针对该误差,提出了一种基于标定参数修正的远心三维重构模型。在理论上分析了远心光路非理想性产生的原因,并构建了与成像深度相关的系统标定参数模型,补偿因光路非理想性引起的测量误差。以对焦平面的标定参数为基础,基于控制变量法和最小二乘拟合算法建立径向畸变系数与成像深度之间的数学多项式表达式。采用随机采样一致性算法滤除相位噪声,并基于多项式模型建立相位-深度映射关系。三维重构时,根据绝对相位确定的深度信息修正径向畸变系数,继而实现高精度的横向尺寸重构。在标定板和标准球实验中,系统参数修正前后被测线段的测量误差由28.8μm降为4.8μm,标准球的直径测量误差由35.2μm降为8.1μm,验证了所提出方案的可行性与必要性。该方法为远心光路系统的精密测量提供了一种有效的参数修正思路,丰富了远心三维测量技术。
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关键词
远心成像
三维成像
精密测量
条纹投影轮廓术
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Keywords
telecentric imaging
three-dimensional imaging
precision measurement
stripe projection profilometry
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分类号
TP394.1
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TH691.9
[机械工程—机械制造及自动化]
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