安徽工业大学
大学生创新训练项目申报书
项 目 编 号
项 目 名 称 复杂表面物体体积的非接触光学测量 项 目 负 责 人 王国峰 联系电话 18726015355 所在学院 数理科学与工程学院 学 号 119084059 专业班级 光信息科学与技术112
E-mail 1505656229@qq.com 指导教师 吴 建 光 E-mail wjg0724@ahut.edu.cn 申请日期 2014年3月24日 起止年月 2014年5月-2016年4月
项目级别：
A
□ 国家级 √ 省级
□ 校级 □ 重点 □ 一般
B C
二○一四年一月
填写说明
1. 本申请书所列各项内容均实事求是，认真填写，表达明确严谨，简明扼要。
2. 申请人可以是个人，也可以为创新团队，首页只填负责人。“项目编号”一栏不填。
3. 项目所属一级学科：项目内容所属的一级学科，3位代码，按照中华人民共和国学科分类与代码简表（国家标准GB/T13745-2009）。
4. “项目来源”栏填写“学生自主选题”、“学生来源于教师科研项目选题”、“学生承担社会、企业委托项目选题”。 “来源项目类别”栏填写“863项目”、“973项目”、“国家自然科学基金项目”、“省级自然科学基金项目”、“教师横向科研项目”、“企业委托项目”、“社会委托项目”以及其他项目标识。
5. 本申请书用A4纸正反面打印，左侧装订成册。可网上下载、自行复印或加页，但格式、内容、大小均须与原件一致。
6. 负责人所在学院须认真审核，经初评和答辩，签署意见后，将申请书（纸质版）报送工创中心创新实践教学科，电子版发至：cxjy@ahut.edu.cn。
一、基本情况
项目 名称 所属 学科 项目 来源 来源项目类别 申请 金额 姓名 6000元 性别 学号 119084059 119084004 139084051 年龄 32 起止年月 院系专业 数理科学与工程学院光信息 数理科学与工程学院光信息 数理科学与工程学院光电信息 复杂表面物体体积的非接触光学测量 140物理学和510电子、通信与自动控制技术 学生自主选题 2014年5月至 2016年4月 年级 11 联系电话 项目中的分工 整体方案的设计及光学平台搭建 资料的收集与整理及实现图像采集 图像处理及程序的编写 系统的测试 王国峰 男 18726015355 项目负责人及团队成员信息 储玉辉 女 11 18855569810 肖雪 刘东 秦佳才 男 13 18655479463 数据整理与分析 指导教师基本情况 姓名 吴建光 性别 男 院系（课部） 职称 数理学院应用物理系 讲师 职务 研究所所长 联系电话 18725558724 E-mail wjg0724@ahut.edu.cn 负责人曾经参与科研的情况 自主研究设计温控两用水杯，专利申报中，参加过数学建模和挑战杯 主持一项国家自然科学青年基金“空气悬浮颗粒的光学俘获及相互作用测量”，项目时间：2013.1~2015.12，资助金额26万；参与两项国家自然科学青年基金“光波导参量振荡压缩器”和“Eulerian bond-cubic模型渗流性质的数值研究”；指导省级srtp、校级srtp重点项目各一项。 指导教师将会在项目进行的场地、整体方案可行性论证以及项目实施的各个环节给予全力支持 指导教师承担科研课题情况 指导教师对本项目的支持情况 二、立项依据（可加页）
（一）研究目的 在现实生活中有大量的测量工作，如果通过直接测量，会耗费大量的时间和人力物力，比如一堆沙土的体积测量等；还有些物体无法通过直接测量得出测量值，比如具有强腐蚀性的不规则金属块的体积测量等。此时便需要一种能够解决此类问题的新型测量方法。 此课题旨在研究一种能够实现复杂表面物体体积的非接触光学测量方法，设计出一套自动测量装置，能够测量出一个被测棱锥的体积，其底部为平面，各棱面均为缓变表面，无深度凹陷且棱锥体各维的尺度约 5cm。利用设计出的光学平台、图像收集装置及计算机图形软件实现图像的采集与处理，最终通过编程得出最终被测物体体积，实现复杂表面物体体积的非接触光学测量。 （二）研究内容 1、 设计并搭建出测量的光学平台； 2、 设计出图像收集装置实现图像的采集； 3、 通过计算机软件处理图像； 4、 设计编写程序得出被测物体体积。 （三）国内外研究现状和发展动态 随着现代技术的发展，现代工业的生产效率也越来越高，测量技术也要求高效准确和无损伤，传统的游标卡尺、千分尺等接触式量具量仪效率低下，稳定性不高，而且由于量具直接接触工件表面，不可避免会对工件或者量具造成损伤，非接触光学测量技术应运而生。 目前主要的方法有： 1、结构光法；2、激光三角法；3、激光测距法；4、干涉测量法；5、图像分析法 其优点是：1、精度高；2、集成化高；3、应用范围广；4、系统稳健性好；5、高智能化 其存在不足： 1、非接触测量技术由于量仪的感应元件不与被测物体相接触，中间的间隔介质和距离大大影响了测量精度； 2、非接触测量技术大量使用高精密的光学电子元器件，价格相对接触式测量产品来说高出太多； 3、基于光学测量技术的量仪不能适应恶劣的工作环境，部分非接触测量方法对工件和环境有特殊要求。 （四）创新点与项目特色 1、通过对于模型体积的检测来验证此测量方法的可行性，节省大量的科研经费； 2、通过非接触测量，可以解决某些无法直接接触的物体体积测量问题； 3、测量速度快，精度高，全自动测量，节省大量人力； （五）技术路线、拟解决问题及预期成果 技术路线：1、制作模型,采用橡皮泥做成的棱锥，被测棱锥底部为平面，各棱面均为缓变表面，无深度凹陷，棱锥体各维的尺度约 5cm；2、通过实验确定被测棱锥的边界，即确定扫描起始点；3、通过单片机对线光源进行控制，使其上下匀速扫描棱锥表面；4、通过摄像头对棱锥表面进行图片采样；5、利用计算机程序分析图片，计算每幅图得到轮廓；5、编写程序计算被测物体积；6、用排水法方法精确测量体积，然后计算
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