光栅投影叶片测量中伽马成像模型的快速相位校正方法研究

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1、分类号：TP24密级：UDC：621编号：201431204021河北工业大学硕士学位论文光栅投影叶片测量中伽马成像模型的快速相位校正方法研究论文作者：付津昇学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：戴士杰职称：教授资助基金项目：国家自然基金委员会与中国民用航空局联合基金项目(编号：U1433117)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringSTUDYONFASTPHASECORRECTIONMET

2、HODSOFGAMMAIMAGINGMODELINFRINGEPROJECTIONPROFILOMETRYFORBLADESbyFuJinshengSupervisor:Prof.DaiShijieMay2017ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.U1433117.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料

3、。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要我国航空工业与航空

4、运输业的快速发展，极大促进了民用航空维修业的发展。叶片具有种类多，形状复杂，尺寸极化严重、制造难度大等特点，是航空发动机的核心零件。针对缺损叶片自动焊接修复技术，准确快速地获取缺损叶片的三维模型是保证叶片焊接修复质量的基础。而国内尚未有成熟的测量与焊接一体化装备，为此，研究适用于缺损叶片自动焊接修复装备的三维测量方法至关重要。基于光栅投影的三维光学测量技术具有测量速度快，精度高，非接触等特点而广泛应用。系统的伽马非线性响应会破坏投影光栅的正弦性，产生不可忽略的相位误差，影响最终测量精度。针对这一问题，提出两种基于伽马成像模型的相位校正方法。通过建立系统成像模型

5、，在频域内分析成像频谱与系统伽马的关系，提出一种基于阶跃图像的伽马校正方法。利用阶跃图像的特性求解系统伽马，并将系统伽马预编到正弦条纹图像中，使投影光栅的预变形与系统伽马所产生的畸变相抵消。根据不同投影角度的对比实验，证明此方法既能保证系统伽马求解的可靠性，又能提高相位校正速度。通过获得相位校正后的平面相位误差，证明所提出方法的相位校正精度可达0.0137rad。在进行投影仪标定时，需要利用相位建立相机像素与投影仪像素的对应关系。根据相位校正前后的标定结果，进一步说明所提出方法的有效性。通过对比相位校正前后球体的测量结果，可知校正后的球体测量精度得到显著提高，

6、并且测量相对误差为0.20%。通过相位误差分析，证明相位误差与所得的包裹相位有关，进一步提出一种基于伽马的相位补偿方法。利用求得的系统伽马，生成相应的模拟相位误差，并对测量的相位进行相位补偿。此方法相比于所提的伽马校正方法，相位校正精度有所下降，但简化相位校正过程，进一步提高整体系统测量速度。为了方便进行不同尺寸叶片的测量，搭建光栅投影叶片测量实验平台，并通过系统标定获取叶片模型。对相位校正前后的叶片测量结果进行比较，证明所提两种相位校正方法可明显改善叶片的测量精度。关键词：光栅投影测量，相位校正，伽马非线性响应，系统标定IABSTRACTTherapidde

7、velopmentofaviationindustryandair-transportindustryinChinahasdeeplypromotedthedevelopmentofcivilaviationmaintenance.Thebladesofaviationenginearekeycomponentswiththecharacteristicsofmanytypes,complexshape,seriousdimensionpolarizationandcomplicatedmanufacture.Intermsofautomaticwelding

8、repairtechnologyfor