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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