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基于聚焦深度法的刀具几何参数三维测量方法 被引量：2
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作者 张沛东 刘巍 +3 位作者 王文琪 司立坤 张洋 周孟德 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期244-253,共10页
刀具几何参数的精确测量是评估刀具性能的关键。针对复杂刀具几何参数难以测量的问题,基于聚焦深度法对其端面几何参数进行三维测量。首先,提出了一种适用于刀具端面序列图像的改进双阈值Tenengrad聚焦评价函数,通过局部像素分析确定了... 刀具几何参数的精确测量是评估刀具性能的关键。针对复杂刀具几何参数难以测量的问题,基于聚焦深度法对其端面几何参数进行三维测量。首先,提出了一种适用于刀具端面序列图像的改进双阈值Tenengrad聚焦评价函数,通过局部像素分析确定了函数最佳计算窗口大小,在清晰度比率、陡峭度、清晰变化率、局部波动量评价指标下与常用聚焦函数进行了对比,验证了所提函数在计算刀具端面序列图像时更具有优势;其次,通过自适应sigmoid函数的图像增强算法实现了高对比度的刀具端面序列图像的获取,提升了三维测量效率,基于RANSCA算法对刀具后刀面点云表面进行平面拟合并提出了端面几何参数向量计算方法;最后,通过所构建的刀具测量系统对标准量块的阶梯深度进行了测量,误差为0.32%,并实现了刀具后刀面的三维形貌还原,进一步对主切削刃内、外刃顶角和直径参数进行测量。实验结果表明:顶角测量误差<0.3°,直径测量误差<3μm,优于Tenengrad函数对应角度(<1.9°)及直径(<13μm)测量结果,满足复杂刀具对角度(<0.5°)和直径(<10μm)的测量精度要求。 展开更多
关键词 聚焦深度法 聚焦评价函数 三维形貌还原 刀具几何参数测量
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基于双拟合优化的聚焦深度三维形貌测量方法
2
作者 王文琪 刘巍 +2 位作者 刘洋 程习康 张洋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期30-38,共9页
聚焦深度法广泛地应用于小尺寸零构件的三维形貌测量。针对聚焦评价曲线多存在噪声导致三维形貌测量的精度下降,且效率受图像序列数目和聚焦评价算法限制的难题,通过结合双拟合优化理论与聚焦单峰性评价指标提出了一种基于自适应权重的... 聚焦深度法广泛地应用于小尺寸零构件的三维形貌测量。针对聚焦评价曲线多存在噪声导致三维形貌测量的精度下降,且效率受图像序列数目和聚焦评价算法限制的难题,通过结合双拟合优化理论与聚焦单峰性评价指标提出了一种基于自适应权重的聚焦极值搜寻方法,并进一步基于三次多项式二次插值算法和多级中值混合滤波优化深度信息。实验结果表明,方法对仿真图像数据的均方根误差(RMSE)较高斯拟合和多项式拟合分别降低了19.08%、17.32%,对球栅阵列封装(BGA)图像中受噪声干扰较大的区域仍具三维分辨能力,同时对钻削刀具进行了测量,提出的方法在50%的图像序列数目和图像分辨下RMSE仍降低了77.8%、62.6%,有效减少了聚焦曲线噪声对测量结果影响的同时提升了三维测量的效率。 展开更多
关键词 聚焦深度法 三维形貌测量 宽场显微成像 三维点云优化 聚焦极值搜寻算法
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