结构光法PPT资料.pptx

1、,面激光三角法,利用激光在被 测物体表面投影一 光条，由于被测表 面起伏及曲率变化，投射的光条随轮廓 位置变化起伏而扭 曲变形，由CCD摄像 机摄取激光束影像，这样就可由激光束 的发射角和激光束 在CCD内成像位置，通过三角几何关系 获得被测点距离和 坐标等数据。,面激光三角法,激光三角法特点,工作距离大,测量范围大,受被测工件影响较大,精度较低,返回,系统校正,归零、系统零位设置、校正平行、校正镜头、校正激光、校正轴、保存,扫描,准备工作、设置路径、开始扫描,数据处理,输出数据、后处理,三维激光扫描仪的测量过程,三维激光扫描议 特点,非接触测量精度10100um 测量速度较快软硬质表面 光学

2、阴影限制物体表面颜色、反光性,2 结构光法,结构光法的原理是把一定模式的光源（如光栅）投影 到被测件表面，受被测物体表面高度的 限制，光栅影线发生变形，利用两个镜 头获取不同角度的图像，通过解调变形 光栅影线，就可以得到被测表面的整幅 图像上像束的三维坐标。,2 结构光法,ac,2 结构光法,2 结构光法,用激光穿过平行等距 直线的振幅光栅组件，或使用干涉仪，形成 直线干涉条纹，即面 条纹结构光。将此面 条纹结构光投射到物 体上，由于物体表面 曲度或深度的变化使 条纹变形，利用CCD摄像机摄取此变形条 纹的图像，即可分析物体表面轮廓变化。,结构光法特点,成本低 携带方便,稳定 速度快,受环境影

3、响小,易操作,测量范围大,只能测量较平坦物体,精度低,返回,3.2.2 ATOS流动光学三坐标测量 系统,3.2.2 ATOS流动光学三坐标测量 系统,3.2.2 ATOS流动光学三坐标测量 系统,3.2.2 ATOS流动光学三坐标测量 系统,贴标签定位,贴标签定位,贴标签定位,ATOS测量数据,光照图,3.3 断层数据测量方法,3.3.1 工业CT法原理：工业CT对对被测物体进行断层截 面扫描，以X射线的衰减系数为依据，用数 学方法经过电子计算机处理而重建断层截面 图像，根据不同位置的断层图像可建立物体 的三维信息。,CGICapture Geometry Internally,断层测量 结

4、构形式工业CTIndustrial Computerized tomography,3.3.1 工业CT法,断层测量 基本原理,3.3.1 工业CT法,德国菲尼克斯X射线工业CT,医学用MRI测量机,工业CT、核磁共振 MRI,工业CT法特点,准确测量物体内部形状对被测物体材料没有限制,分辨率低,重建图像计算量大,获取数据时间较长,设备造价高,返回,3.3.2其他非接触测量法,核磁共振法超声波法层析法,2,1,机械结构及 电子系统已 相当成熟，有较高的准 确性和可靠 性。,接触式测量的 探头直接接触 工件表面，与 工件表面的反 射特性、颜色 及曲率关系不 大。,被测物体固定在 三坐标测量机上，

5、并配合测量软 件，可快速准确 地测量出物体的 基本几何形状，如面、圆、圆柱、圆锥、圆球等。,3.4 三维数据测量方法选择,1.接触式测量接触式测量的优点：3,接触式测量缺点：测量速度较慢；接触力会影响到实际读数；某些特征会受到条件制约；探头的半径补偿会存在一定的误差；测量系统的静态误差和运动惯性会影响精度；（6）易造成测头磨损。,三维数据测量方法选择接触式测量,接触式测头,测头的余弦误差,实际接触点,探头中心,探头半径R,希望接触点,测头半径补偿余玄误差原理,Z,O,P,OP,希望触碰点为P 实际触碰点为P,正确的探测补偿方向,错误的探测补偿方向,测头的余弦误差,测头的余弦误差,微平面法,三点

6、共圆法,测量速度非 常快，不必 像接触触发 探头那样逐 点进行测量；,不必做探头 半径补偿，因为激光光 点位置就是 工件表面的 位置；,软工件、薄 工件、不可 接触的高精 密工件可直 接测量。,1,2,3,3.4 三维数据测量方法选择,2.非接触式测量非接触式测量的优点：,易受工件表面的反射特性 的影响，如颜色、斜率；,测量精度较差,工件几何外形 变化大时成像会失焦，成像模糊；,易受环境光线及杂散光影响，故噪声较高，困难；,工件表面的 粗糙度会影响测量结果,对边线处理、凹边处理及不连续形状的处理较困难,Text,非接触式测量的缺点：,3.4 三维数据测量方法选择,2.非接触式测量,3.数据测量

7、各种方法的比较,4.测头的选用,测头的选择原则：（1）在可以应用接触式测头的情况下，慎选非接触 式测头；在只测尺寸、位置要素的情况下，尽量选择接触式触发测头；在考虑成本又满足要求的情况下，尽量选择接触式触发测头；对形状及轮廓精度要求较高的情况下，选用非接触式触发测头；扫描式测头应当可以对离散点进行测量；考虑扫描测头与触发式测头的互换性（一般用通用测座在实现）；易变形零件、精度不高零件、要求超大量数据的零件的测量，优先考 虑采用非接触式测头；要考虑软件、附加硬件（如测头控制器、电缆）的配套,3.5 数据测量的误差分 析,影响数据测量的误差及精度的因素主要有以下几点：物体自身的因素标定的因素摄像机的分辫率可测性的问题参考点的误差测量探头半径补偿误差,小结,本章主要对逆向建模过程中点云数据的获取方式进行论述，主要介绍了接触式测量方法和非接触式测量方法。对三 坐标测量机类型、结构等进行详细介绍。针对断层扫描方法 的特殊性，将其单独成节进行叙述。在学习中，注意各种测 量方法的优缺点及应用场合。,