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基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统的研究的任务书
任务书
一、课题名称
基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统的研究
二、研究背景
在工业生产和科学研究中，三维快速测量技术已经成为一种重要的工具。结构光三维测量技术具有快速、非接触、高精度、精度可测表面形貌和物体体积等优点，被广泛地应用于产品设计、数字制造、工艺控制、质量检测等领域。但在实际应用中，结构光三维测量常常存在标定不准确、噪声干扰等问题，使得测量精度降低。
基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统是一种新型的三维测量技术，可以通过在测量前现场标定相机内外参数和投影中心等参数，减少系统标定误差和测量噪声干扰，提高测量精度。因此，研究基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统对于推动三维测量技术的发展和应用具有重要意义。
三、研究内容
1.基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统设计。该系统应包括编码器、投影仪、相机和计算机等设备，通过编码器编码模板和投影光源，实现投影模板到物体表面的编码，并通过相机对投影纹理进行拍摄和分析，得到物体表面的三维坐标。
2.相机内外参数标定方法研究。该部分工作将围绕着现场标定相机内外参数进行展开，主要包括标定板制作、标定过程优化、标定数据处理等多方面研究。通过研究相机标定方法，提高相机的标定精度，为系统的高精度测量提供保障。
3.三维重建算法研究。该部分工作将围绕着从二维图像中恢复出三维坐标信息进行展开，主要包括相机标定、图像处理、三维计算、数据拟合等方面的研究。通过研究重建算法，可以提高系统的精度和速度，使其能够在更广泛的应用领域中得到应用和推广。
四、研究目标
本研究旨在设计出一套基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统，并通过相机内外参数标定方法和三维重建算法等多方面研究，提高系统的测量精度和速度，使其成为一种高效精准的三维快速测量技术。具体目标如下：
1.设计出功能完备、性能卓越的基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统，并实现相机内外参数标定和三维重建算法。
2.通过实际测量数据的对比分析，验证系统的测量精度和稳定性，并针对其不足之处进行技术改进和优化。
3.推广应用基于现场标定的编码结构光三维快速测量技术，以满足工业生产和科学研究的需要，为数字制造提供有力支撑。
五、研究方法
本研究将采用以下方法实现研究目标：
1.文献调研法。通过查阅大量相关文献，了解编码结构光三维快速测量系统的研究现状和发展趋势，为系统设计提供依据。
2.系统设计法。根据研究目标，设计出功能完备、性能卓越的基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统，并加以实现。
3.系统测试法。通过实际测量数据的对比分析，验证系统的测量精度和稳定性，发现其不足之处并进行技术改进和优化。
4.推广应用法。通过技术推广培训、技术交流会议等方式，将研究成果推广应用，为工业生产和科学研究提供有力支撑。
六、预期成果
1.设计出功能完备、性能卓越的基于现场标定的编码结构光三维快速测量系统。
2.实现相机内外参数标定和三维重建算法，提高系统的测量精度和速度。
3.通过实际测量数据的对比分析，验证系统的测量精度和稳定性，并针对其不足之处进行技术改进和优化。
4.推广应用基于现场标定的编码结构光三维快速测量技术，在工业生产和科学研究中得到广泛应用。
七、进度安排
本研究预计历时两年完成。进度安排如下：
第一年：完成编码结构光三维快速测量系统系统设计和相机内外参数标定方法研究，并实现系统基本功能。
第二年：完成三维重建算法研究，调试优化系统性能，并通过实际测量数据的对比分析验证系统的测量精度和稳定性。同时，开展技术推广和应用实践。
八、经费预算
本研究的经费预算包括设备购置费、人员费用、差旅费、实验材料费、专利申请费等，总计为100万元。其中，设备购置费占50%以上，人员费用占30%左右，差旅费、实验材料费和专利申请费占剩余的部分。
九、参考文献
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