工业内窥镜的三维测量技术(3)

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1.2 国内外研究现状

1.2.1 三维测量的国外研究现状

1.2.2 三维测量的国内研究现状

1.3 主要研究工作

本论文通过查找分析国内外关于三维轮廓测量的文献，研究投影法三维测量的基本原理，并通过实验来验证该方法的可行性和有优缺点。结合本课题，主要研究工作如下：

⑴ 查阅学习国内外相关文献，研究各种三维轮廓测量方法的特点。

⑵ 分析国内外关于三维轮廓测量技术的文献，讨论各种方法的优缺点和实用程度，找出适合工业内窥镜使用的方法进一步探讨。

⑶ 搭建实验装置，模拟工业内窥镜的三维测量环境，进行二维测量图像的获取。

⑷ 运用Matlab软件对图像进行处理，提取二维图像中隐藏的三维信息。

⑸ 模拟重建三维轮廓的过程，并绘出三维图形。

1.4 本章小结

本章总结了国内外对三维测量技术的研究成果，初步介绍了各种三维测量技术的特点，并给出了课题研究的方向和步骤。

2 工业内窥镜的非接触式三维测量方法

2.1 工业内窥镜的相关信息

工业内窥镜是集光学、精密机械、电子技术和显微摄像技术于一体的新型视频无损检测仪器。通过工业内窥镜采集图像以反映被检测物体内部的使用或损伤情况。工业内窥镜采用CCD芯片，能在监视器上直接显示图像。它适用于各种人体无法直接进入和观察的环境中或对人体健康有威胁的场所，只有工业内窥镜探头可以进入物体内部，便可以检查各种机器、设备等的内部，而不需要拆卸或破坏被检测物体。论文网

国内在20世纪70-80年代开始从国外引进内窥镜产品，主要用于航空航天产品内部多余物控制及一些零部件的质量检查。而现在仪器种类繁多，工业内窥镜就是其中之一。近年来，国内内窥镜检测已进入了实用阶段，越来越多地运用于产品生产过程的质量控制，并发展成为一种常规的检测手段。

工业内窥镜通过成像形式大致分为：光学镜、光纤镜、电子内窥镜、视频内窥镜。

光学镜是完全将内部的物像通过光的传输，没有失真地传到检测者的眼睛，所以成像非常保真，也是这几种镜子中清晰度最高的。光学镜是工业内窥镜的初级产品，多用于检测条件单一、重复检测的工作环境，如锅炉受热面管排制作中短接对接焊缝根部的目视检测等。

光纤镜原理和光学镜大同小异，为了进入较细小的孔内，可以通过控制系统改变月镜角度达到榆测位置。缺点是图像由光纤传送，传送中有一定损耗，图像清晰度差。

电子内窥镜，不但具备了硬性窥镜和纤维窥镜的技术性能，而且增加了计算机应用技术可供多人同时观看清晰的图像，并有图像计量处理等功能。图像质量的优劣直接影响着内窥镜的使用效果，也标志着内窥镜技术不断提高、不断完善的发展进程。电子内窥镜的出现，使图像质量提高到一个崭新的水平。文献综述

目前工业用内窥镜都属于电子内窥镜范畴，电子内窥镜是继第一代硬式胃镜和第二代光导纤维内镜之后的第三代内窥镜。工业视频内窥镜采用CCD芯片，1∕3彩色摄像机，3.5寸彩色液晶显示器。其工作原理是通过物镜成像传至CCD靶面上，然后CCD再把光像转变成电子信号，把数据转送至视频内窥镜控制组，再由该控制组把影像输出至监视器或计算机上，这样经过图像处理器便可“重建”高清晰度的、色彩逼真的图像。视频内窥镜是通过CCD相机将物体内表面的情况拍摄，然后通过视频终端显示，它集光、机、电、图像处理软件于一体，但要注意产生放大缺陷的状况。操作者可利用高倍清晰彩色CCD，将观察到的疑点及探伤部位借助独有的专业软件处理系统进行冻结、放大、分析、测量、打印，报告，极大地提高了判断管道内壁探伤部位的准确性。