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结构光投影三维轮廓测量系统的标定的任务书
任务书
一、任务背景
在工业制造，生物医学、机器视觉等领域，需要通过三维轮廓测量系统对目标进行精确测量和定位。结构光投影三维轮廓测量系统是一种常用的三维测量方法，它通过投射结构光来得到被测物体的三维点云数据。但是，由于测量系统本身的偏差、误差和毛刺，测量得到的数据具有一定的误差，因此需要对测量系统进行标定，降低测量误差，提高测量的准确性。
二、任务目标
本次任务的目标是设计并实现一种结构光投影三维轮廓测量系统的标定方法，用于消除测量过程中的误差，提高测量准确性。具体任务包括以下几个方面：
1.研究结构光投影三维轮廓测量系统的测量原理，分析测量过程中产生的误差来源。
2.设计标定方案，包括标定器件的选择和放置位置、标定时需要注意的事项等。
3.建立标定模型和算法，实现测量系统的自动标定，提高标定的效率和精度。
4.实现标定算法，并测试标定结果的准确性和稳定性。
5.编写技术报告和标定操作手册，详细介绍标定方法和步骤，方便后续使用和维护。
三、任务内容
1.研究结构光投影三维轮廓测量系统的原理和误差来源。深入分析测量系统的构成、匹配算法、系统误差和随机误差等因素对测量结果的影响，为后续标定方法的设计提供理论基础。
2.对测量系统进行标定器件选择和布置位置的研究。根据测量系统的结构和特点，选择合适的标定器件（平板标定器、球标定器、棱镜标定器等）并确定其放置位置，以便从多个方向、角度、位置对系统进行标定，降低标定误差。
3.建立标定模型和算法，实现测量系统的自动标定，提高标定的效率和精度。研究基于多视角的标定方法，以提高标定精度和稳定性。设计标定算法，将标定器件测量数据转化为测量系统的准确参数，通过标定结果对系统误差进行校正，提高测量精度。
4.实现标定算法，并测试标定结果的准确性和稳定性。选择多组标定数据进行测试，评估标定算法的准确性和稳定性。在真实场景下进行对比测试，验证标定结果的实用性。通过测试结果对标定算法进行调优和优化，提高标定精度和速度。
5.编写技术报告和标定操作手册，详细介绍标定方法和步骤，方便后续使用和维护。将标定方法和算法进行总结和归纳，撰写技术报告，介绍标定原理、系统构成、标定流程和结果分析等。同时编写标定操作手册，详细介绍标定流程和注意事项，方便后续使用和维护。
四、任务实施
本任务分为四个阶段，各阶段的任务和时间节点如下：
1.阶段一2021年6月1日-2021年6月30日
完成任务背景和任务目标的研究，并制定实施方案。
2.阶段二2021年7月1日-2021年8月31日
设计标定器件选择和布置位置的研究方案，并完成标定器件的制作和标定模型的建立。
3.阶段三2021年9月1日-2021年11月30日
完成标定算法的设计和实现，并测试标定结果的准确性和稳定性。
4.阶段四2021年12月1日-2022年1月31日
编写技术报告和标定操作手册，总结标定方法和算法，并进行后续使用和维护。
五、经济及安全保障
1.本项目经费由委托方提供。
2.在项目执行过程中，应加强安全意识和安全管理，确保不发生个人和设备损失等安全事件。
六、质量要求
本项目要求实现自动化标定，测量结果的精度误差不超过0.1mm，标定时间不超过15分钟。
七、法律责任
在项目执行中，应严格遵守法律法规和安全生产规定，如因项目施工过程中出现安全事故和安全责任纠纷等问题产生刑事、行政、民事或其他法律责任由责任方负责解决。
八、参考文献
1.李哲.基于视觉的自动化生产线三维测量技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2013.
2.徐晓强,陈瑜.结构光三维成像传感器的误差分析和校准技术[J].激光技术,2015,39(06):521-525.
3.夏波,许宇,胡维波,等.基于标定模型的结构光三维测量非线性校正技术[J].中国激光,2015,42(9):904-910.
4.张加东,霍亚东,工兵,等.结构光三维测量系统标定方法研究[J].机械工程学报,2014,50(03):69-76.
5.刘先领,李伟强,孙云飞,等.结构光三维测量中的投影偏移标定[J].光学学报,2015,35(1):0111001.