光电检测技术及应用（第2版）徐熙平-第8章 外形尺寸检测201607.pptVIP

* * * * * 第8章 外形尺寸检测 五、光电三维形貌检测法 被动三维测量方式，通过摄像机，摄取不同视角上被测目标的二维图像，利用图像中的某些特征进行相关或匹配运算，获取目标点的深度信息，重建目标物体的三维形貌。 可采用单摄像机移动法、双目立体视觉法或多目立体视觉法来实现。 空间物体深度信息提取流程 第8章 外形尺寸检测 五、光电三维形貌检测法 以双目立体视觉为例，三维数据恢复的过程如下： 1)确定摄像机的内外参数及两摄像机间的相对位置参数,完成系统参数的标定; 2)在左右两幅图像中提取共同的特征点与特征线; 3)找到左、右两幅图像中的有关特征的对应关系,即进行特征匹配; 4)根据视差和系统标定结果,获取目标点三维信息。 第8章 外形尺寸检测 五、光电三维形貌检测法 双目视觉基本原理：仿照人类利用双眼观察物体时能够产生视差，从而感知视野内距离的方法。 双目视觉原理图 平行双目立体视觉原理图 第8章 外形尺寸检测 五、光电三维形貌检测法 视差原理 视差与深度呈反比 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 《光电检测技术及应用》 第8章 外形尺寸检测 任课教师：张 宁 目 录 8.1 概述 8.2 模拟变换检测法 8.3 光电扫描检测法 光学扫描法、电扫描法 8.4 CCD自扫描检测法 8.5 光电三维形貌检测法 第8章 外形尺寸检测 一、概述 先将长度量通过光学元件变成光学量（光通量或光脉冲数），通过光电器件将光学量变成电量，这个反映被测量（或误差）的电量通过电子技术实现自动测量和控制。 1、模拟量变换法 通过光通量的变化或光通量的有无来反映零件尺寸及公差大小。影响测量准确度的主要因素主要有光电器件的灵敏度和噪声（背景噪声、器件噪声和放大器噪声）。另外对光源的稳定性也要求很高，但由于这种方法简单，使用方便，在精确度要求不高的情况下得到应用。 2、模数转换法 用离散量来表示。检测精度高、易于数字化和智能化。 第8章 外形尺寸检测 二、模拟变换检测法 经光学系统得到一束平行光，投射到被测工件上。其中一部分光通量被工件遮挡，而另一部分照射到光电器件上，工件遮挡光通量的多少取决于被测工件的尺寸大小，所以光电器件输出的电流是被测工件尺寸的函数。光电器件输出的电信号进行放大，然后进行信号处理，最后通过控制机构。 光通量测量法 第8章 外形尺寸检测 二、模拟变换检测法 从光源发出的光束经样板和被测圆环之间的空隙而射到光电器件上，空隙的大小由被测圆环的尺寸所决定。射到光电器件上的光通量的大小会随着被测圆环尺寸而改变，因而改变了光电流的强度，人们通过光电流大小便可确定圆环尺寸和误差大小。 活塞环检测原理 1—被测圆环 2—样板 3—光源 4—光学透镜 5—齿形调制盘 6—光电器件 第8章 外形尺寸检测 二、模拟变换检测法 变化，将光电流进行放大等电路处理，不仅能测量值的大小，而且能判断出误差是正差还是负差，经分选后分出成品和废品。 多狭缝检测原理 格栅向上移动时通光面积增大，向下移动通光面积减小，光电器件输出的光电流也随之 第8章 外形尺寸检测 三、光电扫描检测法 1、光学扫描法 激光扫描检测系统原理图 第8章 外形尺寸检测 三、光电扫描检测法 信号检出和计数过程 第8章 外形尺寸检测 三、光电扫描检测法 位移误差分析图 影响测量精度的因素 量化误差 旋转棱镜8面体的几何形状误差 工件在移动过程中进行检测时带来的位移误差 扫描轴线与工件轴线不垂直误差 随机误差 扫描面与工件轴线不垂直误差 第8章 外形尺寸检测 三、光电扫描检测法 2、电扫描法 真空摄像管检测法 摄像管检测装置的示意图 第8章 外形尺寸检测 三、光电扫描检测法 设扫描电子束每扫一行的有效距离为L，定时器所计一行的脉冲数为N，则每一脉冲的当量即量化单位： 若电子在扫过影像的时间内，定时器所计脉冲为n， 则影像尺寸为： 摄像管工作波形图 第8章 外形尺寸检测 三、光电扫描检测法 光敏二极管阵列检测法 线阵列等效电路 工作波形图 第8章