摘要：因为在工业上检测方式的种种缺陷和问题，于是我们基于现今逐渐成熟的光电检测技术开始这次的课题，使得这套工件表面形貌自动检测系统可以更加的高效参与到现在的工业生产以及研究之中。针对用于一些常规异形零件的外形尺寸和质量进行自动光学检测方法的分析设计、系统总体方案设计、机械结构设计、驱动控制系统设计。

利用基于图像测量技术的自动光学检测方法对具有三维形状的异形零件的表面形貌检测进行分析。要求对基于自动光学检测方法和技术应用的研究现状进行分析研究，确定系统总体方案，进行检测系统和机械结构系统的分析设计并绘制出结构图。

关键词：光电检测技术；形貌检测；图像测量技术

Automatic detection system design of workpiece surface topography.

Abstract：Because on the industrial test of a variety of defects and other problems, so we started based on the current rapid development of photoelectric detection technology of the subject, make the surface morphology of automatic test system can be more efficient participation in industrial production and research now. For in the size and the shape of some conventional special-shaped parts quality for automatic optical detection method of analysis and design, system overall scheme design, mechanical structure design, drive control system design.

An automatic optical detection method based on image measurement technology is used to analyze the surface topography of special-shaped parts with three-dimensional shapes. For based on the research of automatic optical inspection method and technology application present situation analysis, determine the system overall scheme, testing system and the mechanical structure system analysis and design and draw out the structure.

KeyWords：Photoelectric detection technology; Morphology detection; Image measurement technique

目录

1.绪论 1

1.1课题背景 1

1.2三维成像技术研究现状 2

1.3激光三维扫描仪的发展状况 3

1.3.1国内外产品介绍 3

1.3.2激光三维扫描仪的应用领域 5

1.4 本文研究的主要内容 6

2.检测方式论证 7

2.1白光干涉法 7

2.2触针法 7

2.3线激光三维扫描技术 8

2.3.1 垂直入射式 8

2.3.2斜入射式 9

2.4 测量工具的选型 12

2.4.1 线激光器的选择 12

2.4.2 工业相机的选择 12

2.4.3 工业镜头的选择 13

2.4.4 拍照式扫描相机的选择 13

3.系统结构方案设计 15

3.1 系统结构框架确定 15

3.2 运动部分论证 16

3.2.1横移装置的选择 16

3.2.3旋转装置-旋转电机 18

3.3结构零部件设计 18

3.3.1 伸缩杆&横梁 18

3.3.2载物托盘 19

3.3.3机械结构材料选择 19

4．计算校核 20

4.1选型计算 20

4.1.1旋转电机选型计算 20

4.2 强度校核计算 24

4.2.1 滚珠丝杠机构强度校核 24

5.采集数据处理 26

5.1 数据处理软件（测量系统的软件平台） 26

5.2三维点云重建 26

5.3点云采样方法 28

5.4 图像处理及三维重建模块 28

6. 设计小结 30

7.致谢 31

8.参考文献 32

1.绪论

1.1课题背景

在我们平时的生产或者科学的实验中,我们碰到许许多多项目繁复的检测任务,一般的流程就是正确地选择我们所用的测量仪器以及整套测量系统，一般来说，我们可以选择的仪器包括传感器、传感器、计算设备、数据处理设备等等。对工件表面的缺陷检测在国内国外在现在已经有了各种各样途径不同方式不同的办法。就比如说我们以下列的这几种方法：

   人工目视检查方法是在经过一系列的专业训练后，让被培训的检测者根据自身的经验，用肉眼观察和选择工件。优点则是在于使用人工检测可以对工件的细节部分进行灵活分辨而不是像机器一样死板的走程序。