6. Phương pháp nghiên cứu
1.5. Nội dung nghiên cứu chủ yếu của luận án
Với mục tiêu nghiên cứu phương pháp đo sử dụng ánh sáng cấu trúc ứng dụng vào đo lường biên dạng 3D các chi tiết cơ khí từ đó làm chủ công nghệ đo, xây dựng cơ sở tính toán thiết kế, chế tạo thiết bị đo phù hợp với điều kiện chế tạo tại Việt Nam. Luận án nghiên cứu tập trung vào các vấn đề chính sau:
Nghiên cứu tổng quan phương pháp đo biên dạng 3D sử dụng ánh sáng cấu trúc: tìm hiểu nguyên lý phương pháp đo, các thành phần cấu tạo nên thiết bị đo, cách xác định tọa độ điểm đo. Phân tích các dạng ánh sáng cấu trúc để lựa chọn mẫu sáng chiếu phù hợp cho đối tượng đo là các chi tiết cơ khí.
Nghiên cứu phương pháp đo biên dạng bằng ánh sáng cấu trúc dịch pha tìm hiểu các thuật toán dịch pha, các thuật toán gỡ pha từ đó nghiên cứu giải pháp sử dụng mã hóa Gray làm cơ sở nâng cao độ chính xác gỡ pha. Phương pháp dịch pha cho độ phân giải cao nhất
trong các phương pháp đo lường ánh sáng cấu trúc đáp ứng được yêu cầu đo các chi tiết cơ khí. Tuy nhiên, trong quá trình đo cần xác định ảnh pha tuyệt đối đây là bước chịu ảnh hưởng của đặc điểm quang học bề mặt đo làm giảm độ chính xác của phương pháp. Để khắc phục nhược điểm này cần sử dụng phương pháp kết hợp nâng cao độ chính xác gỡ pha. Giải pháp được nghiên cứu là sử dụng kết hợp với phương pháp mã hóa Gray, đây là một phương pháp ít chịu ảnh hưởng của bề mặt chi tiết đo làm cơ sở nâng cao độ chính xác gỡ pha đồng thời nâng cao độ chính xác cho thiết bị đo.
Nghiên cứu xây dựng thuật toán sử dụng mã hóa Gray làm cơ sở cho việc gỡ pha trong phương pháp dịch pha, xây dựng mô hình toán học xác định tọa độ điểm đo cho phương pháp kết hợp để dựng lại đám mây điểm đo trên bề mặt vật đo.
Nghiên cứu xác định phương pháp hiệu chuẩn cho thiết bị đo, để xác định tọa độ điểm đo cần xác định các thông số kỹ thuật cũng như các đại lượng đặc trưng cho sơ đồ bố trí hệ thống của camera và máy chiếu. Luận án sử dụng mẫu in ô vuông bàn cờ kết hợp lý thuyết hiệu chuẩn camera của Zhang để xây dựng phương pháp hiệu chuẩn cụm cảm biến xác định các thông số của camera và cả máy chiếu.
Nghiên cứu xác lập cơ sở cho việc tính toán, thiết kế và chế tạo thiết bị đo sử dụng ánh sáng cấu trúc, xây dựng các thuật toán điều khiển và xử lý dữ liệu đo.
Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trên thiết bị chế tạo, xác định độ chính xác thiết bị đo, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả đo, đưa ra các giải pháp nhằm tăng độ chính xác khi đo đồng thời kiểm chứng khả năng chế tạo thiết bị đo biên dạng 3D chi tiết sử dụng ánh sáng cấu trúc tại Việt Nam.
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP ĐO BIÊN DẠNG 3D BẰNG ÁNH SÁNG CẤU TRÚC DỊCH PHA SỬ DỤNG MÃ HÓA GRAY ĐỂ
TĂNG ĐỘ CHÍNH XÁC GỠ PHA
Trong các dạng ánh sáng cấu trúc, phương pháp dịch pha có độ phân giải cao nhất đáp ứng được yêu cầu đo các chi tiết cơ khí. Quá trình đo của phương pháp dịch pha cần dựng lại bản đồ pha tuyệt đối thông qua bước gỡ pha, độ chính xác gỡ pha chịu ảnh hưởng của điều kiện đo như môi trường đo, đặc điểm bề mặt vật đo…. Phương pháp kết hợp dịch pha với mã hóa Gray giúp cho việc gỡ pha đạt độ chính xác cao đồng thời cung cấp các giá trị cao độ của điểm đo. Hướng nghiên cứu sử dụng mã hóa Gray như một giải pháp cho quá trình gỡ pha nhằm nâng cao độ chính xác của thiết bị đo đáp ứng yêu cầu đo các chi tiết cơ khí. Trong chương này trình bày cơ sở lý thuyết của phương pháp dịch pha trong mục 2.1. Mục 2.2 trình bày cơ sở kết hợp dịch pha và mã hóa Gray. Mục 2.3 trình bày cấu trúc và mô hình toán xác định tọa độ điểm đo của phương pháp kết hợp. Mục 2.4 trình bày nghiên cứu xây dựng phương pháp hiệu chuẩn xác định các thông số của hệ thống nhằm tăng độ chính xác khi đo biên dạng 3D các chi tiết đo.