三維量測(cè)系統(tǒng)之研制課件

三維量測(cè)系統(tǒng)之研製指導(dǎo)教授：朱志良研究生：鄭雅方三維量測(cè)系統(tǒng)之研製指導(dǎo)教授：朱志良大綱前言一維雷射聚焦感測(cè)器二維影像量測(cè)光路設(shè)計(jì)與實(shí)際架設(shè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試未來(lái)計(jì)畫(huà)結(jié)論大綱前言前言(1/2)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)接觸式?jīng)]有傾斜與對(duì)焦的問(wèn)題不適合軟薄及微型工件不易受環(huán)境的影響探頭半徑需補(bǔ)正不易受反射率的影響磨耗損壞接觸力的控制非接觸式適合軟薄及微型工件易受環(huán)境的影響不需探頭半徑補(bǔ)正易受反射率的影響不會(huì)磨耗損害傾斜與對(duì)焦的問(wèn)題無(wú)接觸力的問(wèn)題前言(1/2)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)接觸式?jīng)]有傾斜與對(duì)焦的問(wèn)題不適合軟薄及前言(2/2)當(dāng)今市售的光碟機(jī)內(nèi)之讀取頭，其內(nèi)含光學(xué)元件、現(xiàn)成的光路設(shè)計(jì)與聚焦特性，更適合應(yīng)用在光學(xué)量測(cè)方面，加上成本低廉，使近年利用雷射讀取頭作為量測(cè)應(yīng)用的研究不斷。由於CCD攝影機(jī)的解析度、放大倍率、影像擷取速度都隨著科技不斷提升，然而有許多學(xué)著陸續(xù)提出影像分析之研究。因此本研究應(yīng)用DVD光學(xué)讀取頭作為感測(cè)儀器，並結(jié)合CCD攝影機(jī)研製一套具雷射聚焦探頭與二維影像量測(cè)功能的三維量測(cè)系統(tǒng)。前言(2/2)當(dāng)今市售的光碟機(jī)內(nèi)之讀取頭，其內(nèi)含光學(xué)元件、現(xiàn)一維雷射聚焦感測(cè)器-量測(cè)原理(1/2)用光碟機(jī)內(nèi)讀取頭光路基礎(chǔ)，作為一自由度量測(cè)探頭原理。上圖為光學(xué)讀取頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一維雷射聚焦感測(cè)器-量測(cè)原理(1/2)用光碟機(jī)內(nèi)讀取頭光路一維雷射聚焦感測(cè)器-原理示意圖(2/2)量測(cè)原理像散法四象限感測(cè)器之訊號(hào)處理與S-曲線一維雷射聚焦感測(cè)器-原理示意圖(2/2)量測(cè)原理像散法四象限二維影像量測(cè)-量測(cè)原理(1/3)二維影像量測(cè)系統(tǒng)乃是利用CCD攝影機(jī)研製而成，其影像處理原理是將任何視訊源轉(zhuǎn)換成類(lèi)比訊號(hào)。此訊號(hào)經(jīng)過(guò)影像處理卡，將此類(lèi)比式的訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)位式的訊號(hào)，並儲(chǔ)存於電腦中。二維影像量測(cè)-量測(cè)原理(1/3)二維影像量測(cè)系統(tǒng)乃是利用C二維影像量測(cè)-原理示意圖(2/3)數(shù)位化影像相對(duì)於螢?zāi)蛔鶚?biāo)示意圖影像經(jīng)數(shù)位化後，透過(guò)影像處理卡，從電腦上所得到的影像資料乃是一個(gè)個(gè)像素所組成的資料群，而每個(gè)像素都有所代表特定的座標(biāo)，並對(duì)應(yīng)於被攝物表面的某一點(diǎn)。二維影像量測(cè)-原理示意圖(2/3)數(shù)位化影像相對(duì)於螢?zāi)蛔鶚?biāo)示二維影像量測(cè)-全彩影像(3/3)全彩影像二維影像量測(cè)-全彩影像(3/3)全彩影像光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(1/2)光路設(shè)計(jì)示意圖光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(1/2)光路設(shè)計(jì)示意圖光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(2/2)整體尺寸大小為10cm(長(zhǎng))*10cm(寬)CCDDVDLEDTube

LensNPBSObjectiveSurfacePBS光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(2/2)整體尺寸大小為10cm(長(zhǎng))*1實(shí)驗(yàn)測(cè)試(1/3)標(biāo)準(zhǔn)片實(shí)驗(yàn)測(cè)試(1/3)標(biāo)準(zhǔn)片實(shí)驗(yàn)測(cè)試-光點(diǎn)大小(2/3)10倍顯微物鏡DVD顯微物鏡實(shí)驗(yàn)測(cè)試-光點(diǎn)大小(2/3)10倍顯微物鏡DVD顯微物鏡實(shí)驗(yàn)測(cè)試-表面情況(3/3)10倍物鏡量測(cè)工件表面實(shí)驗(yàn)測(cè)試-表面情況(3/3)10倍物鏡量測(cè)工件表面未來(lái)計(jì)畫(huà)-濾波片(1/2)Short

passfilter

600nm未來(lái)計(jì)畫(huà)-濾波片(1/2)Shortpassfilter未來(lái)計(jì)畫(huà)-網(wǎng)路攝影機(jī)(webcamera)(2/2)網(wǎng)路攝影機(jī)實(shí)際圖未來(lái)計(jì)畫(huà)-網(wǎng)路攝影機(jī)(webcamera)(2/2)網(wǎng)路結(jié)論利用光學(xué)讀取頭為光路基礎(chǔ)，並改良研製成光學(xué)式位移感測(cè)器，直接量測(cè)待測(cè)物之直線位移，並可得知物體表面形貌，並配合CCD攝影機(jī)所捕捉的影像轉(zhuǎn)換為數(shù)位訊號(hào)，對(duì)此訊號(hào)進(jìn)行運(yùn)算分析，即可量微小工件表面。進(jìn)一步完成一套三維量測(cè)系統(tǒng)。結(jié)論利用光學(xué)讀取頭為光路基礎(chǔ)，並改良研製成光學(xué)式位移感測(cè)器，Thankyouforyourattention!Thankyouforyourattention!三維量測(cè)系統(tǒng)之研製指導(dǎo)教授：朱志良研究生：鄭雅方三維量測(cè)系統(tǒng)之研製指導(dǎo)教授：朱志良大綱前言一維雷射聚焦感測(cè)器二維影像量測(cè)光路設(shè)計(jì)與實(shí)際架設(shè)實(shí)驗(yàn)測(cè)試未來(lái)計(jì)畫(huà)結(jié)論大綱前言前言(1/2)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)接觸式?jīng)]有傾斜與對(duì)焦的問(wèn)題不適合軟薄及微型工件不易受環(huán)境的影響探頭半徑需補(bǔ)正不易受反射率的影響磨耗損壞接觸力的控制非接觸式適合軟薄及微型工件易受環(huán)境的影響不需探頭半徑補(bǔ)正易受反射率的影響不會(huì)磨耗損害傾斜與對(duì)焦的問(wèn)題無(wú)接觸力的問(wèn)題前言(1/2)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)接觸式?jīng)]有傾斜與對(duì)焦的問(wèn)題不適合軟薄及前言(2/2)當(dāng)今市售的光碟機(jī)內(nèi)之讀取頭，其內(nèi)含光學(xué)元件、現(xiàn)成的光路設(shè)計(jì)與聚焦特性，更適合應(yīng)用在光學(xué)量測(cè)方面，加上成本低廉，使近年利用雷射讀取頭作為量測(cè)應(yīng)用的研究不斷。由於CCD攝影機(jī)的解析度、放大倍率、影像擷取速度都隨著科技不斷提升，然而有許多學(xué)著陸續(xù)提出影像分析之研究。因此本研究應(yīng)用DVD光學(xué)讀取頭作為感測(cè)儀器，並結(jié)合CCD攝影機(jī)研製一套具雷射聚焦探頭與二維影像量測(cè)功能的三維量測(cè)系統(tǒng)。前言(2/2)當(dāng)今市售的光碟機(jī)內(nèi)之讀取頭，其內(nèi)含光學(xué)元件、現(xiàn)一維雷射聚焦感測(cè)器-量測(cè)原理(1/2)用光碟機(jī)內(nèi)讀取頭光路基礎(chǔ)，作為一自由度量測(cè)探頭原理。上圖為光學(xué)讀取頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一維雷射聚焦感測(cè)器-量測(cè)原理(1/2)用光碟機(jī)內(nèi)讀取頭光路一維雷射聚焦感測(cè)器-原理示意圖(2/2)量測(cè)原理像散法四象限感測(cè)器之訊號(hào)處理與S-曲線一維雷射聚焦感測(cè)器-原理示意圖(2/2)量測(cè)原理像散法四象限二維影像量測(cè)-量測(cè)原理(1/3)二維影像量測(cè)系統(tǒng)乃是利用CCD攝影機(jī)研製而成，其影像處理原理是將任何視訊源轉(zhuǎn)換成類(lèi)比訊號(hào)。此訊號(hào)經(jīng)過(guò)影像處理卡，將此類(lèi)比式的訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)位式的訊號(hào)，並儲(chǔ)存於電腦中。二維影像量測(cè)-量測(cè)原理(1/3)二維影像量測(cè)系統(tǒng)乃是利用C二維影像量測(cè)-原理示意圖(2/3)數(shù)位化影像相對(duì)於螢?zāi)蛔鶚?biāo)示意圖影像經(jīng)數(shù)位化後，透過(guò)影像處理卡，從電腦上所得到的影像資料乃是一個(gè)個(gè)像素所組成的資料群，而每個(gè)像素都有所代表特定的座標(biāo)，並對(duì)應(yīng)於被攝物表面的某一點(diǎn)。二維影像量測(cè)-原理示意圖(2/3)數(shù)位化影像相對(duì)於螢?zāi)蛔鶚?biāo)示二維影像量測(cè)-全彩影像(3/3)全彩影像二維影像量測(cè)-全彩影像(3/3)全彩影像光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(1/2)光路設(shè)計(jì)示意圖光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(1/2)光路設(shè)計(jì)示意圖光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(2/2)整體尺寸大小為10cm(長(zhǎng))*10cm(寬)CCDDVDLEDTube

LensNPBSObjectiveSurfacePBS光路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)架設(shè)(2/2)整體尺寸大小為10cm(長(zhǎng))*1實(shí)驗(yàn)測(cè)試(1/3)標(biāo)準(zhǔn)片實(shí)驗(yàn)測(cè)試(1/3)標(biāo)準(zhǔn)片實(shí)驗(yàn)測(cè)試-光點(diǎn)大小(2/3)10倍顯微物鏡DVD顯微物鏡實(shí)驗(yàn)測(cè)試-光點(diǎn)大小(2/3)10倍顯微物鏡DVD顯微物鏡實(shí)驗(yàn)測(cè)試-表面情況(3/3)10倍物鏡量測(cè)工件表面實(shí)驗(yàn)測(cè)試-表面情況(3/3)10倍物鏡量測(cè)工件表面未來(lái)計(jì)畫(huà)-濾波片(1/2)Short

passfilter

600nm未來(lái)計(jì)畫(huà)-濾波片(1/2)Shortpassfilter未來(lái)計(jì)畫(huà)-網(wǎng)路攝影機(jī)(webcamera)(2/2)網(wǎng)路攝影機(jī)實(shí)際圖未來(lái)計(jì)畫(huà)-網(wǎng)路攝影機(jī)(webcamera)(2/2)網(wǎng)路結(jié)論利用光學(xué)讀取頭為光路基礎(chǔ)，並改良研製成光學(xué)式位移感測(cè)器，直接量測(cè)待測(cè)物