第1章 绪论 1
1.1 回转体廓形测量技术 1
1.2 结构光三维测量技术 6
1.2.1 点结构光法 7
1.2.2 线结构光法 7
1.2.3 面结构光法 9
1.3 结构光测量技术发展趋势 9
1.4 回转体廓形测量发展趋势 11
参考文献 12
第2章 内孔几何参数的点结构光测量原理 16
2.1 点结构光的内孔轮廓测量原理 16
2.1.1 激光传感器 16
2.1.2 角度传感器 18
2.1.3 测量原理 19
2.1.4 测量头装置固有参数标定原理 21
2.2 数据采集与预处理 23
2.2.1 数据采集方法 23
2.2.2 数据预处理 26
2.3 轮廓分段方法 30
2.3.1 概述 30
2.3.2 曲率法 32
2.3.3 弦到曲线的面积和法 35
2.4 内孔几何参数计算方法 38
2.4.1 径截面参数计算原理 40
2.4.2 轴截面参数计算原理 42
2.4.3 螺旋线参数计算原理 45
2.4.4 容积计算原理 48
参考文献 50
第3章 内孔几何参数的线结构光测量原理 53
3.1 一般线结构光的几何参数测量模型 53
3.1.1 理想测量模型 54
3.1.2 相机镜头畸变模型 57
3.1.3 相机参数标定方法 59
3.2 内孔三维几何参数的环形线结构光测量原理 65
3.2.1 环形线结构光形成原理 66
3.2.2 简单同轴环形线结构光测量头装置工作原理 67
3.2.3 带锥镜同轴环形线结构光测量头装置工作原理 70
3.2.4 同轴环形线结构光测量头装置固有参数标定原理 74
3.3 内孔三维几何参数的弧形线结构光测量原理 80
3.4 线结构光图像处理 85
3.4.1 线结构光图像的特征 85
3.4.2 线结构光图像的滤波 87
3.4.3 感兴趣区域的设定 88
3.4.4 线结构光光条中心提取原理 92
参考文献 98
第4章 内孔疵病特征的面结构光测量原理 101
4.1 内孔表面特征的面结构光测量原理 101
4.1.1 内孔表面特征的面结构光测量装置与工作原理 101
4.1.2 面结构光测量图像的展开变换 106
4.1.3 展开图像的拼接 111
4.2 孔内表面疵病参数计算原理 116
4.2.1 图像分割的基本原理 117
4.2.2 基于区域分割-合并的疵病提取原理 118
4.2.3 疵病表征及特征计算 119
参考文献 122
第5章 内孔疵病特征的线结构光测量技术 124
5.1 孔腔内轮廓三维测量数据图像化原理 124
5.2 图像区域分割及阳线/阴线区域识别 129
5.2.1 基于灰度阈值的并行区域分割算法 129
5.2.2 模板法阳线/阴线区域识别 131
5.3 基于ITD图像的火炮身管内膛疵病检测方法 134
5.3.1 阳线断脱、蚀坑、裂纹和烧蚀网疵病检测 134
5.3.2 阴线挂铜和锈蚀疵病检测 141
5.3.3 其他疵病检测 142
5.3.4 疵病位置与几何参数计算 142
5.3.5 疵病检测精度评价 144
5.4 复合疵病检测法 145
参考文献 148
第6章 内孔几何参数和疵病特征的结构光测量系统 149
6.1 测量系统总体构成 149
6.1.1 点结构光测量系统 150
6.1.2 线结构光测量系统 156
6.1.3 面结构光测量系统 160
6.2 误差分析 161
6.2.1 机械系统误差分析 162
6.2.2 光学系统误差分析 163
6.2.3 被测表面特性的影响 165
6.2.4 其他影响因素 167
6.3 减小误差的措施 167
6.3.1 减小机械系统误差的措施 167
6.3.2 减小光学系统误差的措施 169
6.3.3 减小图像处理误差的措施 169
6.4 测量精度验证 172
6.4.1 孔径测量精度验证 172
6.4.2 旋转角度验证 172
参考文献 175
第7章 轴类外轮廓几何参数的线结构光测量技术 176
7.1 光幕式线结构光测量原理 176
7.2 几何参数计算方法 179
7.3 测量系统 181
参考文献 185