【摘 要】
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基于结构光的曲面测量技术作为逆向工程技术的一种,与传统三维测量方式相比具有非接触、精度高、速度快等优势,无需物理接触即可获得物体表面几何轮廓信息。多线结构光曲面测量技术通过图像处理获得结构光与被测点相交处的图像信息后,利用系统的模型参数就可以计算被测点的三维空间坐标,从而快速得到被测物体的三维轮廓数据,能够更好地满足众多场合对于三维测量技术实时性的需求。本文以线结构光三维测量技术为基础,实现以多个
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基于结构光的曲面测量技术作为逆向工程技术的一种,与传统三维测量方式相比具有非接触、精度高、速度快等优势,无需物理接触即可获得物体表面几何轮廓信息。多线结构光曲面测量技术通过图像处理获得结构光与被测点相交处的图像信息后,利用系统的模型参数就可以计算被测点的三维空间坐标,从而快速得到被测物体的三维轮廓数据,能够更好地满足众多场合对于三维测量技术实时性的需求。本文以线结构光三维测量技术为基础,实现以多个线激光器、摄像机、计算机和运动平台构成的多线结构光曲面测量系统,并对其中的关键技术进行研究分析,主要研究内容有:（1）结合激光三角法的测量原理,建立基于多线结构光的测量模型,可以得到图像中二维像点与三维空间中对应点的转换关系。同时构建多线结构光曲面测量系统的整体结构,其中包括软件部分和硬件部分。（2）为了在光平面标定中提高光平面参数的拟合精度,减小误差点对光平面参数估计的影响,提出了基于ROI和LMed S的光平面标定算法。使用ROI提取对不同光平面上的光条区域进行分割后提取特征点,通过LMed S算法剔除特征点中的异常点,将剩余特征点进行拟合得到光平面参数,提高了光平面的标定参数,为后续的物体曲面测量奠定了基础。（3）为了更好地提取光条中心,提出基于改进UNet网络的线结构光光条中心提取算法。将UNet网络中的CNN单元替换为改进后的RCNN单元,并引入注意力机制,增强了对光条图像的特征提取能力,同时与传统的光条中心提取算法进行实验对比和分析,实现了光条中心的有效提取。（4）完成测量系统中的硬件选型与实验平台搭建,选取了不同形状和不同表面材质的待测物体进行实验。选取不同待测物体的不同部位进行多次测量,对实验获得的数据进行误差分析,同时对系统产生误差的原因进行分析。
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