鏡架三維輪廓的光學(xué)測量技術(shù)研究.pdf

1、隨著三維形貌測量技術(shù)的發(fā)展，對該技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。目前物體三維形貌測量技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)制造、空間探測、文物保護(hù)等領(lǐng)域。由于在進(jìn)行三維測量時(shí)，鏡架表面存在很強(qiáng)的反光現(xiàn)象，不能用現(xiàn)有的三維掃描技術(shù)對其進(jìn)行直接測量，我們提出了一種基于多線結(jié)構(gòu)光的新型非接觸式鏡架掃描技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了對鏡架表面三維輪廓的測量。
　　論文的主要工作包括下面幾個(gè)方面:
　　(1)在了解結(jié)構(gòu)光三維測量的基礎(chǔ)上，對整個(gè)鏡架掃描系統(tǒng)進(jìn)行總

2、體分析設(shè)計(jì)，確定將基于矩陣變換的攝影測量法作為本課題的三維測量模型，并對測量模型和測量原理進(jìn)行分析，最后推導(dǎo)出三維重建公式。
　　(2)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì):整個(gè)掃描系統(tǒng)由便攜式投影儀、焦距為12mm的定焦鏡頭和一個(gè)分辨率為1536*1024的彩色面陣CCD組成。通過在鏡架上投射設(shè)計(jì)的二值條紋，再由CCD采集鏡架上的信息，經(jīng)過一定的圖像處理和系統(tǒng)標(biāo)定，從而得到鏡架表面的有效信息。采用3ds max軟件對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，以確定光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)

3、并對其進(jìn)行了優(yōu)化，極大程度上減少鏡架表面反光現(xiàn)象，提高實(shí)驗(yàn)精度，避免物理實(shí)驗(yàn)中的低效探索。
　　(3)結(jié)構(gòu)光三維測量:基于張正友標(biāo)定法改進(jìn)了相機(jī)標(biāo)定算法，并設(shè)計(jì)了適合投影儀的標(biāo)定算法。通過標(biāo)定板的設(shè)計(jì)，能在小視場內(nèi)完成相機(jī)和投影的標(biāo)定。通過系統(tǒng)標(biāo)定以及推導(dǎo)出的三維重建公式，恢復(fù)鏡架的三維結(jié)構(gòu)，從而獲取鏡架的三維信息用于鏡片配制。
　　(4)圖像采集軟件設(shè)計(jì)及標(biāo)定工具箱開發(fā):設(shè)計(jì)了圖像采集軟件，以實(shí)現(xiàn)自動化多圖像采集，提高實(shí)驗(yàn)