Mesure tridimensionnelle de précision en imagerie télécentrique basée sur la correction des paramètres d’étalonnage

LI Wenjie ,  

LIU Wulang ,  

WANG Beibei ,  

HUANG Yuyuan ,  

LIU Guijie ,  

LI Fuquan ,  

摘要

L’imagerie télécentrique présente des avantages tels qu’un grossissement stable, une grande profondeur de champ et une faible distorsion, ce qui suscite un grand intérêt dans le domaine de la mesure tridimensionnelle de précision. Cependant, en raison des limitations du procédé de fabrication, l’ouverture diaphragme de l’objectif télécentrique ne peut pas être parfaitement placée sur le plan focal, ce qui permet à des rayons déviés de l’axe optique par un petit angle de pénétrer et d’introduire des erreurs de mesure. Pour corriger cette erreur, un modèle de reconstruction 3D télécentrique basé sur la correction des paramètres d’étalonnage est proposé. Les causes théoriques de l’imperfection du trajet optique télécentrique ont été analysées, et un modèle des paramètres de calibration du système lié à la profondeur de l’image a été construit pour compenser les erreurs de mesure provoquées par cette imperfection. Parti des paramètres d’étalonnage du plan focal, une expression mathématique polynomiale reliant le coefficient de distorsion radiale à la profondeur d’image a été établie à l’aide de la méthode de la variable contrôlée et de l’algorithme des moindres carrés. L’algorithme de consensus sur des échantillons aléatoires a été utilisé pour filtrer le bruit de phase, et une relation phase-profondeur basée sur le modèle polynomial a été établie. Lors de la reconstruction 3D, le coefficient de distorsion radiale est corrigé en fonction de l’information de profondeur déterminée par la phase absolue, réalisant ainsi une reconstruction précise des dimensions transversales. Dans les expériences avec la plaque d’étalonnage et la sphère standard, l’erreur de mesure des segments de ligne mesurés a diminué de 28,8 μm à 4,8 μm après correction des paramètres système, et l’erreur de mesure du diamètre de la sphère standard est passée de 35,2 μm à 8,1 μm, ce qui vérifie la faisabilité et la nécessité de la méthode proposée. Cette méthode offre une approche efficace de correction des paramètres pour les systèmes optiques télécentriques, enrichissant la technologie de mesure 3D télécentrique.

关键词

imagerie télécentrique;imagerie 3D;mesure de précision;profilométrie par projection de franges

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