鏡架三維輪廓的光學測量技術研究.pdf

1、隨著三維形貌測量技術的發(fā)展，對該技術的應用也越來越廣泛。目前物體三維形貌測量技術已經(jīng)被廣泛運用于醫(yī)學診斷、工業(yè)制造、空間探測、文物保護等領域。由于在進行三維測量時，鏡架表面存在很強的反光現(xiàn)象，不能用現(xiàn)有的三維掃描技術對其進行直接測量，我們提出了一種基于多線結構光的新型非接觸式鏡架掃描技術，并實現(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方面:
　　(1)在了解結構光三維測量的基礎上，對整個鏡架掃描系統(tǒng)進行總

2、體分析設計，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行分析，最后推導出三維重建公式。
　　(2)光學系統(tǒng)設計:整個掃描系統(tǒng)由便攜式投影儀、焦距為12mm的定焦鏡頭和一個分辨率為1536*1024的彩色面陣CCD組成。通過在鏡架上投射設計的二值條紋，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)標定，從而得到鏡架表面的有效信息。采用3ds max軟件對光學系統(tǒng)進行仿真，以確定光學系統(tǒng)參數(shù)

3、并對其進行了優(yōu)化，極大程度上減少鏡架表面反光現(xiàn)象，提高實驗精度，避免物理實驗中的低效探索。
　　(3)結構光三維測量:基于張正友標定法改進了相機標定算法，并設計了適合投影儀的標定算法。通過標定板的設計，能在小視場內(nèi)完成相機和投影的標定。通過系統(tǒng)標定以及推導出的三維重建公式，恢復鏡架的三維結構，從而獲取鏡架的三維信息用于鏡片配制。
　　(4)圖像采集軟件設計及標定工具箱開發(fā):設計了圖像采集軟件，以實現(xiàn)自動化多圖像采集，提高實驗