Оптоэлектронный метод бесконтактного создания численных образов протяженных трехмерных объектов для информационно-измерительных систем

• Автор: Никонов, Юрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 170 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ ВЕЛИЧИН

1.1 Контактные методы измерения и контроля линейных величин.

1.2 Условно-контактные методы измерения и контроля линейных величин

1.3 Бесконтактные методы измерения и контроля линейных

к величин

1.4 Постановка задачи

2 ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ

БЕСКОНТАКТНОГО СОЗДАНИЯ ЧИСЛЕННЫХ ОБРАЗОВ

ПРОТЯЖЕННЫХ ТРЕХМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
2.1 Физические принципы оптоэлектронного метода
бесконтактного создания численных образов трехмерных
объектов
^ 2.2 Метрологическое обеспечение оптоэлектронного, метода
бесконтактного создания численных образов трехмерных
объектов
2.2.1 Влияние аберрационных искажений на создаваемый
численный образ трехмерного объекта
I 2.2.2 Влияние инструментальных погрешностей измерения
угловых величин на создаваемый численный образ
трехмерного объекта
2.2.3 Влияние квантования распределения непрерывных физических величин на создаваемый численный образ
трехмерного объекта
2.3 Обоснование выбора источника освещения

2.4 Метод создания численных образов протяженных трехмерных объектов
2.5 Обоснование выбора оптимальной скорости проведения измерений
2.6 Метод многопроекционного сканирования протяженных трехмерных объектов
2.7 Компенсирование влияния технологических вибраций, действующих на исследуемый трехмерный объект при проведении измерений
2.8 Метод проведения контроля качества изготовления трехмерных объектов при их транспортировке на открытой горизонтальной конвейерной ленте
2.9 Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ
3.1 Универсальная экспериментальная установка для исследования принципов создания численных образов протяженных трехмерных объектов
3.2 Методика управления перемещением границы зон различной освещенности
3.3 Методика компенсирования аберрационных искажений в осветительной и регистрирующей системах
3.4 Методика расчета трехмерных координат точек поверхности трехмерного объекта
3.5 Методика создания численных образов протяженных трехмерных объектов
3.6 Методика сопряжения элементов при многопроекционном сканировании протяженных трехмерных объектов
3.7 Методика компенсирования влияния технологических вибраций, действующих на исследуемый трехмерный объект при проведении измерений

3.8 Методика контроля качества изготовления трехмерных объектов при их транспортировке посредством открытой горизонтальной конвейерной ленты
3.9 Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПТОЭЛЕКТРОННОГО МЕТОДА БЕСКОНТАКТНОГО СОЗДАНИЯ ЧИСЛЕННЫХ ОБРАЗОВ ПРОТЯЖЕННЫХ ТРЕХМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
4.1 Исследование зависимости оптоэлектронного метода бесконтактного создания численных образов протяженных трехмерных объектов от метрологических погрешностей.
4.2 Исследование зависимости точности создаваемого численного образа протяженного трехмерного объекта от выбора источника освещения
4.3 Исследование процесса создания численных образов протяженных трехмерных объектов
4.4 Исследование зависимости метода компенсирования от технологических вибраций на исследуемый трехмерный объект
при проведении измерений
4.5 Исследование возможностей контроля качества изготовления трехмерных объектов, транспортируемых посредством открытой горизонтальной конвейерной ленты
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Поиск информационно-измерительных систем, основанных на методах работающих в реальном времени, привел к исключению методов, основанных на последовательном дискретном механическим обходе точек исследуемой поверхности (например, триангуляционные методы, методы, основанные на эффекте Доплера и т.д.), тем самым, определив выбор в пользу систем, основанных на принципе исследования за один рабочий шаг профиля отдельного разреза (методы светового и теневого сечения, растровые методы и т.д.) или всей исследуемой поверхности (например, метод восстановления профиля поверхности основанный на анализе картины затенения исследуемого объекта, освещаемого различными источниками света).
Предполагаемое использование информационно-измерительной системы вне помещений или в мобильном варианте эксплуатации делает затруднительным использование метода, в основе которого лежит комплексное освещение исследуемого объекта, по причине предъявления высоких требований к расположению и ориентации источников освещения. Методы светового и теневого сечения наряду с различными модификациями растровых методов требуют наличия высококонтрастной картины на исследуемой поверхности, вследствие чего их применение к темным объектам затруднительно. В тоже время метод теневого сечения менее требователен к контрастности картины, вследствие единственности перехода между контрастными областями, что послужило причиной положить в основу создаваемой информационно-измерительной системы представления формы трехмерного объекта в численном виде именно этот метод.
В связи с вышеперечисленным задачи настоящего исследования сводятся к следующему:
- исследование физических принципов, позволяющих усовершенствовать метод теневого сечения для изучения протяженных трехмерных объектов со сколь угодно большой площадью поверхности, имеющей сложный рельеф со значительным перепадом высот;