基于双远心系统的三维测量技术研究

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1、硕士学位论文基于双远心系统的三维测量技术研究作者姓名高盼盼学科专业物理电子学指导教师马国欣副教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年4月ResearchonThree-DimensionalMeasurementTechnologyBasedonBI-TELECENTRICSystemADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoPanpanSupervisor：Prof.MaGuoxinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,C

2、hina分类号：TP391学校代号：10561学号：201320107978华南理工大学硕士学位论文基于双远心系统的三维测量技术研究作者姓名：高盼盼指导教师姓名、职称：马国欣副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：物理电子学研究方向：光电信息处理及传感技术论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：委员：华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表

3、或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□

4、保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要近年来，三维影像测量技术已成为现代工业测量领域的研究热点。本文分析了基于远心光学系统的测量原理，研究了基于双远心光学系统的三维测量方法，建立了三维测量系统，设计了三维测量方案，验证了基于双远心光学系统的三维测量

5、的结果。具体完成工作如下：1)提出一种基于双远心光学系统的三维测量方法，建立了单相机系统模型。针对系统的图像预处理方法进行研究，设计了系统测量软件；为提高测量稳定性，改进了质心法中线提取算法，并利用Matlab实现三角剖分重构。仿真结果表明，改进算法与Hessian矩阵法相比，中线定位误差限制在一个像素内，处理时长缩短了约三分之一，仿真并实验对比不同点云密度的重构效果，可以满足测量要求，该系统相对传统三角测量法，具有计算快捷、准确的特点；2）在新系统三维测量实验中，以一个低畸变的远心镜头作为接收部件，应用635nm波长的线激光作为标示光，通过载

6、物台旋转完成物件的三维扫描测量。分别选择了圆柱和球体进行多次测量，并进行误差拟合标定，从测量数据恢复结果看，新系统比传统视觉测量系统具有线性好、误差补偿畸变小的优点，在较大的测量视场中测量精度仍可达到0.1mm，进行系统误差补偿后，理论上的单点测量误差可以提高一个数量级，可用于精密微小零部件的快速测量；3）分析了一种双相机测量方案。该方案由两个光轴相互垂直的双远心镜头直接形成一个标准笛卡尔坐标系，当工件绕特定轴旋转或激光多维扫描时，空间点位置可直接获得，理论分析表明，该系统可进一步提高三维测量的精度、速度和可靠性。关键词：三维测量；双远心；质心

7、法；三维重构IABSTRACTInrecentyears,three-dimensionalimagemeasurementtechnologyhasbecomeahottopicinthefieldofmodernindustrialmeasurement.Inthisthesis,theprincipleofmeasuringbasedontelecentricopticalsystemhasbeenanalyzedandthemethodhasbeenstudied.Thisthesisestablishedathree-dimensio

8、nalmeasurementsystem,designedthree-dimensionalmeasurementprogramsandverifie