本书是作者在总结薄壁件非接触式光学测量与加工技术相关成果的基础上撰写而成，主要内容包括薄壁件结构光测量编码与相位解算技术、薄壁件结构光测量三维重建技术、薄壁件结构光测量系统控制与路径规划技术、复杂场景下薄壁件结构光智能测量技术等。撰写本书的目的在于向读者介绍该领域的最新成果，促进相关技术在工程中的应用，提升我国机械制造非接触式测量领域整体水平和国际竞争力。

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2000.9～2004.7 南京林业大学 本科 2004.9～2007.7 长安大学 硕士 2008.3～2012.5 哈尔滨工业大学 博士 2012.10～至今 哈尔滨理工大学 博士后 2013.10～2013.12 美国匹兹堡州立大学短期访问学者 2007.07-2009.07 哈尔滨理工大学，机械动力工程学院，助教 2009.07-2013.09 哈尔滨理工大学，机械动力工程学院，讲师 2012.09-至今 哈尔滨理工大学，机械动力工程学院，硕导 2013.10-2020.06 哈尔滨理工大学，机械动力工程学院，副教授，硕导 2013.10-2013.12 美国匹兹堡州立大学，汽车工程系，访问学者 2019.04-2020.04 加拿大阿尔伯塔大学，机械工程系，访问学者 2020.07–2020.08 哈尔滨理工大学，机械动力工程学院，副教授，博导 2020.09–至今 哈尔滨理工大学，机械动力工程学院车辆工程系，教授，博导无国家自然科学基金网评专家，计算机集成制造系统、汽车工程等数个SCI/EI期刊的审稿专家

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 薄壁件测量方法研究现状 1
1.2 结构光测量编码与相位展开技术研究现状 4
1.3 结构光测量三维重建技术研究现状 9
1.4 结构光测量视点与路径规划技术研究现状 14
1.5 面向复杂场景的结构光智能测量技术研究现状 16
1.6 本章小结 20
第2章 薄壁件结构光测量编码与相位解算技术 21
2.1 结构光测量技术原理及系统结构 21
2.1.1 结构光系统数学模型 21
2.1.2 三角测量原理 24
2.1.3 测量系统硬件模块 26
2.1.4 测量系统软件平台 29
2.2 薄壁件结构光测量编码与解算原理 31
2.2.1 结构光主动编码信息分类 31
2.2.2 面结构光相移相位解算原理 31
2.2.3 面结构光相位展开技术 33
2.3 薄壁件结构光相位解算方法 35
2.3.1 格雷-相移相位解算 36
2.3.2 多频外差相位解算 37
2.3.3 最大频率条纹相位解算 39
2.3.4 相位展开方法的效果分析 39
2.4 本章小结 42
第3章 薄壁件结构光测量三维重建技术 43
3.1 结构光测量三维重建相位-点云映射方法 43
3.1.1 新型单目结构光栅测量系统模型 43
3.1.2 相位-相机坐标关系 44
3.1.3 像素点-相机坐标关系 46
3.1.4 重构点三维坐标整体映射关系 48
3.2 薄壁件结构光测量系统标定与测量误差补偿方法 49
3.2.1 测量系统的标定方法 49
3.2.2 单目结构光栅测量误差补偿方法 53
3.2.3 薄壁叶片表面条纹非正弦投影误差补偿方法 58
3.2.4 薄壁叶片表面动态误差投影补偿方法 63
3.3 薄壁件结构光测量三维重建方法 70
3.3.1 改进的最大频率条纹法 70
3.3.2 面向颤振相位误差的逐像素求解方法 74
3.3.3 基于Retinex理论的条纹反光图像增强方法 79
3.4 薄壁件三维点云后处理方法 81
3.4.1 点云曲率特征计算方法 81
3.4.2 反光点云平顺处理方法 84
3.4.3 点云孔洞填充方法 89
3.4.4 叶片点云配准方法 94
3.5 薄壁件结构光测量与重构实例验证 104
3.5.1 结构光三维测量实验过程 105
3.5.2 重建三维点云精度分析 107
3.5.3 基于贪婪投影的改进重构方法 109
3.6 本章小结 118
第4章 薄壁件结构光测量系统控制与路径规划技术 119
4.1 薄壁件结构光测量运动系统组成及原理 119
4.1.1 自动调参装置设计 119
4.1.2 测量平台驱动模块设计 122
4.1.3 平台控制系统与电路设计 125
4.1.4 平台控制系统精度标定 128
4.2 薄壁件结构光测量视点规划方法 131
4.2.1 测量约束建立 131
4.2.2 测量方向生成 136
4.2.3 视点生成 139
4.2.4 薄壁叶片测量视点生成与规划实例 142
4.3 薄壁件结构光测量运动学控制方法 143
4.3.1 结构光测量系统运动平台 143
4.3.2 光学测量平台运动学模型 150
4.3.3 结构光测量模型及运动学模型的验证 155
4.4 面向薄壁件结构特点的结构光测量路径规划方法 157
4.4.1 测量位姿计算 157
4.4.2 基于贪心算法的路径规划 159
4.4.3 薄壁叶片结构光测量规划路径效果验证 161
4.5 本章小结 164
第5章 复杂场景下薄壁件结构光智能测量技术 165
5.1 复杂场景下薄壁件结构光自适应曝光调节方法 165
5.1.1 相机曝光及调节方式 165
5.1.2 最优曝光区间标定 166
5.1.3 不同材料最优曝光灰度范围确定 169
5.1.4 基于灰度自适应曝光调节 171
5.2 复杂场景下薄壁件结构光自适应条纹测量方法 174
5.2.1 饱和像素误差分析 174
5.2.2 基于视野范围匹配的相机-投影仪坐标映射 175
5.2.3 自适应投影条纹强度求解 182
5.2.4 钛合金薄壁叶片重构实验 186
5.3 复杂场景下薄壁件结构光测量系统参数的智能调节方法 189
5.3.1 Canny算子边缘检测原理 189
5.3.2 评价函数的确定 192
5.3.3 改进的Brenner自适应阈值函数 193
5.3.4 基于Canny算子的自适应对焦窗口 196
5.4 复杂场景下薄壁件加工形变测量的点云配准方法 196
5.4.1 薄壁件加工变形的模型建立与分析 196
5.4.2 薄壁件变形前后点云数据预处理 197
5.4.3 基于改进PPFNET配准算法的变形测量 198
5.4.4 基于配准算法的变形误差计算 201
5.4.5 实验验证 202
5.5 加工颤振场景下薄壁件结构光测量与补偿方法 208
5.5.1 基于改进LBP的局部纹理特征提取 208
5.5.2 基于GLCM的全局纹理特征提取 210
5.5.3 颤振薄壁件的动态重构补偿分析 214
5.5.4 颤振薄壁件的重构误差分析 217
5.6 本章小结 219
第6章 结构光测量技术的展望及总结 220
6.1 结构光测量技术的挑战和发展 220
6.2 全书总结 223
参考文献 225