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CCD传感器在三维表面测量中的应用

作者:admin来源:本网 日期:2018-3-8 10:26:48 人气: 标签:

  对于三维面形测量,己有许多报导,例如结构光测方法、散斑干涉法、相位测量法、单模光纤相移、条纹图形拼接法、FIR数字滤波技术以及光切法等。其中结构光信号测量方法是将结构光信号投影到待测物体上,接收受面形调制而变形的结构光信号,从中解调出物面各点的篼度。条纹图形拼接法考虑图形的相关性,用孔径拼接的方法解决大平面的干涉测量问题,即进行多次测量,每次仅测量大平面的一部分(称之为子孔径),并使各部分稍有重叠(拼接区),然后将多次测量的结果拼接起来,从而得到整修平面的面形。以上列举无论哪种测量法,都存在着一些难以克服的困难。本文采用电荷耦合成像的CCD摄像机获取立体图像,利用面积相关与灰暗度相关性,计算三维表面坐标、图像处理,从而实现了对三维表面的精确测量。二、电荷耦合成像CCD摄像器件的工作原理电荷耦合成像CCD摄像器件就是在发送端把光学图像转化为电信号的一个装置,它是影响传送图像质量的一个重要部技术与应用4卜一测撤值弯曲的表面和阶梯表面对测量结果的影响件。

  摄像器件之所以能把活动的光学图像转换成电信号,是因为它把整幅图像分割成若干个有一定大小的小象素。把此象素的平均亮度作为图像信息,经过光电转换元件转化为电信号,再通过一个信道把此象素随时间的变化信息传送出去。

  对于摄像器件,需要光电转换元件将每个象素上的光通量转变为光电流,再把光电流以电荷的形式存储起来,存储器元面上的电位大小是与每个象素相对应的,扫描读取装备再依次读出存储器上的电位起伏。

  三、空间表面三维坐标的计算方法测量几何外形的光学程序在自动处理过程和质量控制系统中起到非常重要的作用。基于传统的摄影测量法和莫尔条纹方法是光学三维测量程序的两个典型例子。阶段转移程序是条纹光照方法的进一步发展。

  莫尔条纹方法的基本原理是从测量物体产生的扩散光线变形中抽取极点坐标,这种程序具有非常篼的测量精度的特点,而以光摄像方法相关的领域为基准,这种方法有更篼的测量准确度,但它却很难测量非常弯曲的曲而和台阶形表面。因此应寻求一种新的测量程序和方法。

  三维测量的。

  从可以看出,使用面积相关性这一方法测量的台阶是光滑的;而使用一系列暗度相关性的方法,其台阶被清楚地测量,且有明显的系统误差;面积相关性比较简单,但它解决空间的分辨能力较低;灰暗度相关性的方法测量,其空间的分辨能力高,但此种方法己产生系统误差;使用一系列暗度相关性的方法对于图像中输入的噪声也有很好的识别能力。

  五、展望未来研究空间三维物体表面的测量问题,应使用新的测量技术与应用A程序,减小随机误差和系统误差。对系统误差的削弱可以从以下几个方面入手:一是消除产生系统误差的根源;二是对测量结果加以修正;三是采用特殊补偿法等。如采用彩色信号补偿表面性能和提高结构连续性。

  这一思想可能为空间三维表面的测量提供一种更精确、更可靠、更有效、更简便、更实用的方法,有广阔的应用前景。

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