摘要：针对国内工业内窥镜只限于观察,无法满足工件三维尺寸测量的现状,设计了一种探头外径为6mm并且可以向任意方向弯曲的三维测量工业内窥镜,并介绍了该内窥镜的双目光学系统及镜体内部结构的设计。首先,基于双目立体成像的原理,提出了一种具有双物镜、单图像传感器的新型双目光学系统。其次,根据光学系统的技术要求,设计了内窥镜的头部结构。考虑到一些工件内部结构比较复杂,分别设计了内窥镜的可弯曲结构以及后部操控机构以方便一些精密工件的检测。最后,通过三维图像处理软件对待测物表面两个特征点进行长度测量试验,得到了两个特征点的间距。实验结果表明:待测物表面两个特征点的长度测量误差在±0.2mm内。该系统基本实现了工业内窥镜的三维测量功能。

摘要：新的光学三维传感和计量方法不断涌现,在这些测量方法中,结构光投影器的设计至关重要。将光纤引入其中,设计了多光纤空间编码面结构投影器,利用多光纤干涉可以在空间形成条形、方形、六角形等多种干涉图样,从而构成了多功能光纤干涉图像投影器,并对各种空间编码结构的投影图像给出了计算机仿真结果。讨论了投影器的空间编码结构参数对测量范围和测量精度的影响,以及与编码器结构相适应的测量方法。该研究对多光纤干涉图像投影器的设计制作与实际应用具有一定的参考意义。

摘要：针对复杂型面刀具的设计要求和结构特点,研究开发了一种基于点采集的高精度非接触式激光扫描测量系统.系统采用高精密点式激光头,通过数据采集与扫描过程的协调控制,数据采集点间距可达5μm,可有效捕捉刀具型面的微细特征.标准试样试验结果表明,该系统的测量精度达到±10μm,整体误差小于0.375%.对直径为2 mm的精密刀具进行测量的结果表明,刀具的复杂突变表面可以得到精确再现.该系统实现了小尺寸复杂型面的高精度测量,在精密刀具等小尺寸复杂型面零件的逆向工程中具有极大的应用价值.

摘要：针对高速动态的气液两相流动对象,基于双目体视原理,采用单台高速摄像机和反射镜组,对虚拟立体视觉传感器进行了优化设计;对气泡发生装置中竖直向上的气泡特征参数进行三维测量。建立虚拟立体视觉传感器三维测量模型,综合考虑实际视场、传感器结构和测量误差等因素,通过结构参数对3方面性能影响的仿真分析,最终确定传感器的结构参数。实验结果表明,传感器测量空间距离误差优于0.14 mm,相对误差优于0.49%,适于气液两相流动态测量,可以实现气泡运动的三维重建。

摘要：在测量动态变形三维物体表面时,由于采用全局优化的方法处理较长运动视频会产生较大的累积误差,导致测量结果不稳定,为此,提出一种基于图像块的局部区域扩展方法.首先在立体图像与运动图像中寻找稳定的匹配特征点,根据匹配特征点的局部归一化关联度将匹配区域按照稳定程度排序;然后从最稳定的区域开始逐步扩展,之后修补在遮挡或高光区域出现的漏洞;最后修复运动中出现的累积误差,从而实现精确的三维测量与跟踪.模拟数据和真实数据的实验结果证明,该方法可以测量复杂变形表面的三维运动和三维形状,为定量分析动态变形物体运动提供有用的数据.

摘要：光学三维测量技术是计算机视觉领域中最为活跃的研究主题之一。针对双目立体视觉三维测量方法中无纹理物体表面测量误差较大的问题,提出一种基于结构光投影辅助的网格候选点三维测量方法。设计灰度单调变化的锯齿波图案投射在被测场景中,有助于使三维网格候选点投影像点间的灰度差异最大化,依此提高系统的测量精度,实现了主动测量方法和被动测量方法的有效结合。通过3DS MAX和MATLAB软件平台下的仿真实验,验证了结构光辅助的网格候选点测量方法在计算精度上具有明显优势,且不会增加系统的复杂度,扩展了网格候选点三维测量方法的适用范围。

摘要：提出了一种适于管道内壁缺陷检测和三维测量的计算模型和测量方法 形貌检测器在驱动机构的带动下沿着管道轴线行进时 ,按照控制指令对管道内壁任意截面进行图像拍摄 通过对图像的处理 ,提取出截面上离散点的图像坐标 ,再结合对CCD摄像机标定得到的参数 ,计算出截面环上各离散点在三维坐标系中的位置 ,从而重构出该截面的形状 ,完成管道内壁的检测 。

摘要：结构光作为一种非接触式主动三维测量方法得到了快速发展。基于结构光原理的相位编码方法将码字以相位的形式嵌入到条纹的强度中,由于使用相位而不是强度来确定码字,对表面对比度、环境光和相机噪声不敏感,具有较强的鲁棒性。文中回顾了基于相位编码的三维测量技术研究进展,综述了基于相位编码的三维测量原理,包括初始相位的设计方法、编码条纹的产生方法、相位计算方法、条纹级次的获取与校正以及最终绝对相位的获取,给出了相关的实验结果,并指出了相位编码方法中的优缺点。最后,讨论了该技术面临的挑战,并指出了该领域今后的发展方向。

摘要：介绍了利用数码相机作为图像传感器,在物体表面设置编码标志点,通过对编码标志点进行识别和检测,从而确定标志点的空间位置,实现了对物体表面某些特定点三维信息的无接触检测。介绍了其中的关键技术,如标志点的设计与检测、基础矩阵的求解、数码相机参数的标定以及内外参数的捆绑调整等,给出了检测实例并进行了精度验证。实验证明,该方法结构简单,成本低廉,数据采集快,移动方便,检测范围大,可满足三维物体特别是大面积物体空间检测的需求。

摘要：焊缝表面三维轮廓是评价焊后焊缝质量的重要指标,针对常用线结构光扫描进行焊缝测量时无法兼顾测量速度与精度等问题,设计并搭建了一种基于面结构光光栅投影的焊缝三维轮廓测量系统.首先,通过数字光处理(digital light processing,DLP)投影仪向焊缝表面投射面结构光光栅条纹图像,摄像机获取变形调制条纹,利用四步相移法结合多频外差时域解相算法准确地实现了变形光栅条纹相位主值的解算和相位的展开.然后,利用平面靶标结合精密平移台获取空间点阵列的方法实现了对模型参数的标定,该标定方法精度高、可操作性强、结构稳定.最后,采用空间相位映射模型实现焊缝相位信息到高度信息的转换,实现焊缝三维轮廓的测量.结果表明,该测量方法能很好的表现焊缝细节信息,测量结果准确,测量精度能达到0.096 8 mm,可以为焊后焊缝外观检测与评价提供可靠数据.