新光學三角量測系統與應用

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郭又榮(You-Long Guo) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

新光學三角量測系統與應用
(New optical triangle measurement system and application)

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摘要(中)

新光學三角量測系統發展的目的在於舊光學三角系統其量測精度的提升、體積縮小且可調整其高度使其成為價格低廉易攜帶之簡易高精度非接觸式光學量測系統。對於上下跳動2.0mm以下之物體表面資訊，其最小解析度可達次像素單位(0.1pixel)即3.79μm，相較於舊系統有著大幅度的提升(46％)。
而系統應用於物體厚度之量測上，量測結果與真實物體厚度幾乎一致，說明未來更多量測應用的可能性；另一方面，本系統提供了另一種科學量測中醫脈象的方法，可以觀測脈搏上皮膚細微的跳動情形，並準確地量測其振幅變化與頻率，頻率量測的誤差小於2.5％。

摘要(英)

The purpose of developing the new optical triangle measurement system is promoting the measurement precision, minimizing the volume of the old one ; moreover,it can adjust its height and let it become the cheaper and more portable one, which is a simple,high precision, non-contact, optical measurement.For beating from top to bottom 2.0 mm below surface information,the minimum resolution up to the subpixel units (0.1 pixel) that is 3.79 μm, compared to the old system has a substantial increase (46 percent).
The system applied to objects thickness measurement, the measurement results of real objects and the thickness of between unanimously that the more the possibility of Measurement ; On the other hand, the system provides another kind of scientific measurement Chinese medicine Pulse way,May observe on the pulse the skin slight to beat the situation, and accurately measuring changes in its amplitude and frequency, frequency of measurement error is less than 2.5 percent.

關鍵字(中)

★ 三角量測
★ 厚度量測
★ 中醫脈象

關鍵字(英)

★ thic
★ triangle measurement
★ Chinese medicine Pulse

論文目次

目錄
中文摘要.........................................Ⅰ
英文摘要........................................ Ⅱ
目錄.............................................Ⅲ
圖目錄...........................................Ⅵ
表目錄...........................................X
第一章緒論
1.1 研究動機與文獻回顧.......................1
1.3 論文貢獻.................................1
1.4 論文架構.................................2
第二章系統原理..................................3
2.1 光學三角量測原理.........................3
2.2 次像素原理..................................5
2.3 光亮點中心位置計算.......................7
2.4 影像二值化...............................9
2.5 HP動態干涉儀原理........................10
第三章新光學三角量測系統......................11
3.1 新光學三角量測系統.........................11
3.1.1 新光學三角量測系統架構............11
3.1.2 系統光源.................................12
3.1.3 影像感測元件.............................14
3.2 架構改良................................17
3.2.1 改良目的.........................17
3.2.2 新舊系統比較.............................18
3.3 實驗與程式分析流程.........................19
3.4 新光學三角量測系統校正.....................20
3.4.1 q值校正.................................20
3.4.2 光源穩定性校正...........................21
3.4.3 Z軸位移校正.............................22
3.4.4 喇叭頻率校正.............................25
3.4.5 波形校正.................................28
3.4.6 頻率帶通濾波校正.........................29
3.4.7 系統工作範圍.............................31
3.4.8 系統校正結論.............................31
第四章新光學三角量測系統之應用...............32
4.1 新光學三角量測系統於中醫脈象的應用.........32
4.1.1 傳統中醫把脈原理................32
4.1.2 中醫把脈方法.............................35
4.1.3 系統量測中醫脈象方法.....................36
4.1.4 系統應用於中醫脈象之實驗結果與結論.......45
4.2 系統於厚度量測之應用.......................46
4.2.1 非接觸式光學量測簡介.....................46
4.2.2 厚度量測結果.............................49
4.2.3 厚度量測準確度...........................52
4.2.4 系統於厚度量測應用之結論.................52
第五章討論與未來展望..........................54
參考文獻........................................56

參考文獻

[1] 林增耀， ”尺寸量測儀器的校正與其修正要點“，量測資訊第八期。
[2] 孫文信，羅美俐，“一項基於三角測距原理的距離量測系統設計”，光電資訊第12期80年12月。
[3] 吳季樺,“光學質心法應用於光電量測系統之研究”, 國立中央大學, 光電科學研究所, 博士學位論文, 民國94年。
[4] Jih-Huah Wu, Rong-Seng Chang, Hsin-Yang Chen, Tong-Miin Liou, Tian-Yo Kao, Kai-Sheng Chen, ”Non contact pulse measurement by laser triangulation”, is accepted and will be published in Optical Engineering. (2006 SCI)
[5] 陳俊吉, ”利用三角測量法量測人體脈搏”, 國立中央大學, 光電科學研究所, 碩士學位論文, 民國94年。
[6] 高典佑, ”三角量測法應用在人體脈搏量測”, 國立中央大學, 光電科學研究所, 碩士學位論文, 民國95年。
[7] Kai-Sheng Chen, Jih-Huah Wu,Hsin-Yang Chen,Tien-Yu Kao,Rong-Seng Chang,“Application of Pulse Measurement System based on Laser Triangulation method in Traditional Chinese Medicine Diagnosis” , OPT2005, Conference in Taiwan.
[8] 陳楷升, ”３-ＤMoiré表面監測系統於中醫把脈的應用”, 國立中央大學, 光電科學研究所, 碩士學位論文, 民國95年。
[9] 彭政忠, “精巧型數位影像之距離及角度量測系統”, 國立中央大學碩士論文, 民91。
[10] 賴鐵軍, 郭祝武著, “應用統計學”, 全華科技。
[11] Guid to the expression of uncertainty in measurement, 2nd Edition ,1995.
[12] HP 5529A雷射動態干涉儀產品型錄。
[13] PChome家族－自學中醫讀書會,http://club.pchome.com.tw/urs/club_index.htmlclub-e-name=chinesedoctors .
[14] 中醫脈診的科學化 — 秀傳紀念醫院副院長﹐ 陳明豐醫學博士﹐http://www.cvmetrics.com.tw/CDOCTOR/CDOC.HTM。

指導教授

張榮森(Rong-Sen Chang)

審核日期

2008-7-8

推文