基于線結(jié)構(gòu)光的微V型槽三維尺寸的測(cè)量.pdf

1、在光纖傳輸過(guò)程中，連接耗損是影響傳輸質(zhì)量的重要因素之一。連接耗損由光纖端面的對(duì)接不佳所引起，當(dāng)使用微V型槽為連接部件時(shí)，光纖端面的對(duì)接質(zhì)量主要受制于微V型槽槽體的三維尺寸，因此對(duì)微V型槽的三維尺寸進(jìn)行測(cè)量對(duì)提高光纖連接質(zhì)量具有很重要的意義。當(dāng)前針對(duì)微V型槽的測(cè)量技術(shù)仍存在諸多困難和挑戰(zhàn)，首先是微V型槽的材質(zhì)問(wèn)題，其透明反光的特點(diǎn)限制了測(cè)量的精度和準(zhǔn)確性;其次，測(cè)量精度的要求日漸增加，要達(dá)到亞微米級(jí)甚至納米級(jí)的精度成為了新的挑戰(zhàn)。另一方面

2、，在線測(cè)量、測(cè)量的經(jīng)濟(jì)性等也成了迫切需要解決的問(wèn)題。
　　線結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)，相對(duì)于機(jī)械觸針式測(cè)量技術(shù)和其他的非接觸式測(cè)量技術(shù)，具有原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、精度較高、可用于在線測(cè)量等特點(diǎn)，因此本文采用線結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)對(duì)微V型槽的三維尺寸進(jìn)行測(cè)量。
　　根據(jù)線結(jié)構(gòu)光測(cè)量原理，設(shè)計(jì)了相關(guān)的測(cè)量裝置，包括顯微鏡及激光器的夾具和調(diào)整裝置，用于夾緊顯微鏡和激光器并調(diào)整兩者的相對(duì)位置。該裝置使用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)樣品運(yùn)動(dòng)，達(dá)到一維掃描的目的。利用C

3、++語(yǔ)言、OpenCV庫(kù)、OpenGL庫(kù)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了圖像采集、電機(jī)控制、系統(tǒng)標(biāo)定、測(cè)量和顯示等功能。
　　通過(guò)深入研究線結(jié)構(gòu)光測(cè)量原理和相機(jī)標(biāo)定原理，本文基于Zhang的標(biāo)定法對(duì)相機(jī)內(nèi)參數(shù)、光平面方程、掃描方向分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的標(biāo)定過(guò)程。提出了基于形態(tài)學(xué)的特征點(diǎn)提取算法和基于坐標(biāo)變換與RANSAC算法相結(jié)合的特征點(diǎn)排序算法。
　　基于形態(tài)學(xué)的特征點(diǎn)提取算法，對(duì)標(biāo)靶圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)腐蝕，使標(biāo)靶方格與背景分離，并使得

4、每個(gè)方格自成一個(gè)獨(dú)立的連通區(qū)域，借助相關(guān)的連通區(qū)標(biāo)記算法獲得每個(gè)方格的位置，從而提取出方格的中心點(diǎn)。
　　基于坐標(biāo)變換與RANSAC算法相結(jié)合的特征點(diǎn)排序算法，通過(guò)坐標(biāo)變換矩陣把特征點(diǎn)從圖像坐標(biāo)系變換到標(biāo)靶自身的坐標(biāo)系中，并把特征點(diǎn)重新進(jìn)行排列，使用RANSAC剔除誤排的特征點(diǎn)。
　　根據(jù)測(cè)量圖像的特點(diǎn)，提出基于Hough變換和灰度重心法的激光中心線提取算法。本文先對(duì)激光線進(jìn)行初步定位，并利用Hough變換檢測(cè)激光線的邊緣線