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鞋楦激光三角测量系统关键技术的研究

作　者: 刘晓丽
导　师: 苏显渝；曹益平
学　校: 四川大学
专　业: 光学
关键词: 激光三角法鞋楦三维传感强度像获取线阵CCD 重心法傅立叶变换高斯拟合
分类号: TS941
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 258次
引　用: 1次
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内容摘要

光学三维面形测量由于其具有非接触、无损伤、速度快、精度高以及智能化等特点，已经在工业检测、机器视觉、逆向工程、实物仿形、制鞋服装设计、生物医学等领域获得广泛应用。激光三角测量法是以传统的三角测量为基础的一种光学三维面形测量技术，应用极为广泛。在制鞋工业中，无论是新设计的样楦，还是大批生产的鞋楦，都必须对其楦身各特征部位的尺寸及外形进行测量检验。鞋楦测量是款式设计的基础。近年发展起来的制鞋计算机辅助设计(CAD)系统和计算机辅助制造(CAM)系统更需要整个鞋楦的三维面形数据。本文对鞋楦激光三角测量系统涉及的某些关键技术进行了深入研究，目的是提高系统的性能和测量精度。本文研究的主要内容和结果如下： 1．对系统的硬件部分进行了改进：选用高分辨率的线阵CCD以提高系统的分辨率；利用在线可编程器件简化系统的结构；采用高速A／D转换器以及帧存储器提高系统的存取速度。 2．提出了一种光点距离像和强度像的同时获取方法。采用了光强自适应调整和成像光点位置高精度算法等光电信息获取与处理技术。 3．分析了测量系统的精度影响因素、散斑噪声对系统的影响，并简单介绍了提高系统测量精度的方法。4.确定光点中心位置的常用算法有重心法、傅立叶变换法、函数拟合法等。本文对这三种算法进行了分析、比较。关键词:激光三角法，鞋植，三维传感，强度像获取，线阵CCD，重心法，傅立叶变换，高斯拟合*本文的工作得到国家自然科学基金与中国工程物理研究院联合基金资助

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 三维面形测量的基本方法  9-10
  1.2 激光三角法的基本原理  10-14
  1.3 鞋楦三维测量仪的测量原理  14-16
  1.4 本文结构  16
  1.5 本章小结  16-17
第二章数据采集系统的电路设计  17-24
  2.1 CCD结构原理及特性  17-21
    2.1.1 TCD1206UD线阵CCD的结构原理  18-19
    2.1.2 TCD1206UD的驱动控制  19-20
    2.1.3 影响CCD光敏元照度的因素及积分时间匹配  20-21
  2.2 CCD输出信号的A／D数据采集的硬件设计  21-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章距离像与强度像的同时获取  24-28
  3.1 光点距离与强度信息的同时记录  24-27
    3.1.1 光点中心位置的确定与强度信号的记录  24-26
    3.1.2 自适应光强调整技术的应用  26-27
  3.2 本章小结  27-28
第四章测量系统精度的影响因素分析  28-32
  4.1 精度影响因素分析  28-30
    4.1.1 物与象对应关系的影响  28
    4.1.2 光学系统象差的影响  28-29
    4.1.3 CCD分辨率的影响  29
    4.1.4 系统中结构因素的影响  29-30
    4.1.5 激光散斑的影响  30
  4.2 提高测量精度的方法  30-31
  4.3 本章小结  31-32
第五章确定光点中心位置的算法比较  32-39
  5.1 重心法获取光点中心位置  32-33
    5.1.1 重心法的基本原理  32-33
  5.2 傅立叶变换法  33-34
    5.2.1 傅立叶变换的原理  33-34
  5.3 函数拟合法  34-37
    5.3.1 高斯拟合原理  35-37
  5.4 三种算法的计算结果  37-38
  5.5 本章小结  38-39
第六章结论  39-41
参考文献  41-46
攻硕期间发表的论文和从事的科研项目  46-47
声明  47-48
致谢  48

鞋楦激光三角测量系统关键技术的研究

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