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CCD傳感器在三維表面測量中的應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2018-03-08  來源:中國互感器網  瀏覽次數:408
核心提示:  對于三維面形測量,己有許多報導,例如結構光測方法、散斑干涉法、相位測量法、單模光纖相移、條紋圖形拼接法、FIR數字濾波技術以及光切法等。其中結構光信號測量方法是將結構光信號投影到待測物體上,接收受

  對于三維面形測量,己有許多報導,例如結構光測方法、散斑干涉法、相位測量法、單模光纖相移、條紋圖形拼接法、FIR數字濾波技術以及光切法等。其中結構光信號測量方法是將結構光信號投影到待測物體上,接收受面形調制而變形的結構光信號,從中解調出物面各點的篼度。條紋圖形拼接法考慮圖形的相關性,用孔徑拼接的方法解決大平面的干涉測量問題,即進行多次測量,每次僅測量大平面的一部分(稱之為子孔徑),并使各部分稍有重疊(拼接區),然后將多次測量的結果拼接起來,從而得到整修平面的面形。以上列舉無論哪種測量法,都存在著一些難以克服的困難。本文采用電荷耦合成像的CCD攝像機獲取立體圖像,利用面積相關與灰暗度相關性,計算三維表面坐標、圖像處理,從而實現了對三維表面的精確測量。二、電荷耦合成像CCD攝像器件的工作原理電荷耦合成像CCD攝像器件就是在發送端把光學圖像轉化為電信號的一個裝置,它是影響傳送圖像質量的一個重要部技術與應用4卜一測撤值彎曲的表面和階梯表面對測量結果的影響件。

  攝像器件之所以能把活動的光學圖像轉換成電信號,是因為它把整幅圖像分割成若干個有一定大小的小象素。把此象素的平均亮度作為圖像信息,經過光電轉換元件轉化為電信號,再通過一個信道把此象素隨時間的變化信息傳送出去。

  對于攝像器件,需要光電轉換元件將每個象素上的光通量轉變為光電流,再把光電流以電荷的形式存儲起來,存儲器元面上的電位大小是與每個象素相對應的,掃描讀取裝備再依次讀出存儲器上的電位起伏。

  三、空間表面三維坐標的計算方法測量幾何外形的光學程序在自動處理過程和質量控制系統中起到非常重要的作用。基于傳統的攝影測量法和莫爾條紋方法是光學三維測量程序的兩個典型例子。階段轉移程序是條紋光照方法的進一步發展。

  莫爾條紋方法的基本原理是從測量物體產生的擴散光線變形中抽取極點坐標,這種程序具有非常篼的測量精度的特點,而以光攝像方法相關的領域為基準,這種方法有更篼的測量準確度,但它卻很難測量非常彎曲的曲而和臺階形表面。因此應尋求一種新的測量程序和方法。

  三維測量的。

  從可以看出,使用面積相關性這一方法測量的臺階是光滑的;而使用一系列暗度相關性的方法,其臺階被清楚地測量,且有明顯的系統誤差;面積相關性比較簡單,但它解決空間的分辨能力較低;灰暗度相關性的方法測量,其空間的分辨能力高,但此種方法己產生系統誤差;使用一系列暗度相關性的方法對于圖像中輸入的噪聲也有很好的識別能力。

  五、展望未來研究空間三維物體表面的測量問題,應使用新的測量技術與應用A程序,減小隨機誤差和系統誤差。對系統誤差的削弱可以從以下幾個方面入手:一是消除產生系統誤差的根源;二是對測量結果加以修正;三是采用特殊補償法等。如采用彩色信號補償表面性能和提高結構連續性。

  這一思想可能為空間三維表面的測量提供一種更精確、更可靠、更有效、更簡便、更實用的方法,有廣闊的應用前景。

 
 
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