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干货篇!三维形状测量方法及发展趋势(二)

浏览量:57  作者:费马科技  发布时间:2016-10-26

非接触测量法概述

非接触法测量三维工件方法主要是指光学方法。传统的接触测量方法中有测量力的存在,测量时间长,需要对测头的半径的补偿,不能测量软质材料等局限,而光学非接触测量技术比较成功地解决了上述问题,以其高响应、高分辨率而倍受重视。随着各种高性能器件如半导体激光器、电荷耦合器件、图像传感器、位置敏感器件等的出现,光学非接触测量技术得到快速地发展。近年来,各种光学测量技术在其特定的领域都取得了很大发展。

激光扫描方法采用了光学中著 名的三角关系,用电荷耦合器件或者位置敏感器件进行数字点激光图像采集。由于基于敏感元件的CCD避免了聚束点反射和散射光,并且单个像素的分辨率高,所以采用CCD可以得到更高的测量精度。一般来说,为了保证较高的测量精度,定标应该在与被测物体表面相似的表面上进行。

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非接触测量法要解决的问题和发展趋势:

1·实时测量。在工业领域要降低产品成本并提高生产效率和质量,实时三维测量成了测量领域待解决的问题。实时三维形状测量主要是为了成功地进行三维坐标显示和测量,生产控制和在线质量检测,关键是实现高速度计算以满足在线生产的需要。

2·对没有着漆具有反射表面和网状表面的物体形状直接测量。对具有反射表面和网状表面物体进行三维形状测量,在这个领域有着紧迫的需要,但是几乎还没有这方面的研究。依靠目前的测量技术,在测量具有反射表面的模具表面形状时,要求用粉末涂抹在表面,这样就会减慢测量速度,降低测量精度。

3·建立评价三维测量光学系统的标准。该标准的重要组成部分应包括:①已知尺寸、表面粗糙度和材料的标准样品元部件;②数学模型和误差表示特征;③测量速度和测量范围;④重复性和再现过程;⑤定标过程;⑥可靠性评价。

4·高精度大测量范围。大多数测量系统根据测量范围折衷测量精度,然而,工业上需要高精度大测量范围的测量系统。

5·测量系统定标和优化及传感器设计。系统定标和优化是提高测量精度相对精度的关键因素。

6·综合利用各种技术。多传感器信息融合,包括综合使用不同的匹配方法和主动式、被动式方法等,以提高系统的性能。

7·算法向并行化发展。采用并行流水线机制和专用的信号处理器件,增强系统的实用性。

8·强调场景与任务约束。针对不同的应用目的,优化选择各个部分,建立有目的的和面向任务的测量系统。