锻件温度与变形视觉传感试验研究(4)
(1)结构光法
结构光法(Structured light)不仅具有快速、精确、高分辨率、抗干扰性好等优点，且其三文视觉测量量程大、视场范围广、精度较高，光条图像信息易于提取，在线测量实时性强，是视觉检测中首选的方案，近年来在工业环境中得到了广泛的应用。
(2)近景摄影测量
近景摄影测量(Close-range photogrammetry)是指当被测物体的尺寸或摄影距离小于100米时的摄影测量技术。它作为摄影测量与遥感学科的一个重要分支，是一种典型的非接触测量方法。其目的是通过摄影测量的方法，研究目标物体的外形形状、尺寸大小以及运动状态等。近景摄影测量具有瞬间数据获取能力强、信息容量大、适于实时或事后处理，测量精度高等优点;另外，它所获得的信息可重复使用，速度块，特别适用于测量含有大批测量点位的目标;它是一种适用于动态物体外形和运动状态测定，以及微观世界和较远目标的测量手段。
(3)飞行时间法
飞行时间法(Time in flight)又称脉冲雷达法，其基本原理是基于直接测量激光器或其他脉冲光源发出的脉冲光束的飞行时间进行点位测量。在测量过程中，一束脉冲经过物反射，被光电传感器接收；同时，另一束参考脉冲穿过光纤也被传感器直接接收。这样两束脉冲会产生时间差，就可以通过特定的关系把两脉冲时间差转换为距离。飞行时间法典型的分辨率在1 mm左右，采用由二极管激光器发出的亚微秒脉冲和高分辨率设备，可以获得亚毫米级的分辨率[13]。
1.4 锻件温度测量的研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 锻件变形测量的研究现状
1.5.1 国外研究现状
图1.6 LaCam-Forge系统
1.5.2 国内研究现状
1.6 本课题主要研究内容
（1) 利用双CCD摄像机构建锻件测温系统；
（2) 展开比色测温法的实验，计算出温度值；
（3）研究两种误差修正方法来减小误差，并比较两种方法的精度；
（4）进行高温锻件尺寸测量的研究
2 比色测温原理研究
2.1 红外辐射的基本理论
19世纪末，人们逐渐建立起比较完整的红外辐射理论，其主要理论基础包括透射，反射和吸收定律，基尔霍夫定律，普朗克定律在内的三大定律，而从实验研究中总结出的文恩定律、斯特藩-波尔兹曼定律实际上是普朗克定律的特殊形式。
2.1.1 基尔霍夫定律[28]
基尔霍夫定律定义为自然界中绝大多数物体自身的发射本领和吸收本领的比值仅仅只与自身温度和其辐射波长有关，而与物体自身性质无关，该比值的函数适用于所有物体。不同物体的吸收率 和辐射出射度M T不一致的，因此，可将基尔霍夫定律用下式表示:
（式2.1）
式中M 和 为黑体的光谱初射度和光谱吸收率，对于黑体而言，所有光谱的发射率先闪是等于光谱吸收率（等于1）的，故上述普适函数就是黑体的辐射初射度M 。
2.1.2 普朗克定律[29]
普朗克应用微观粒子能量不连续的假说一量子概念，并借助空腔和谐振子理论，导出了以波长 和温度T (K)为变量、确定黑体辐射出射度 （ 的公式为：
（式2.2）
式中k=1.3807×10-23J•K-1为波尔兹曼常量，C1=2 hc2=3.7418×10-16W•m2为第一辐射常量，C2=hc/k=1.4388×10-2m•K为第二辐射常量。由于黑体是余弦漫射体，所以可求得黑体的单色辐射亮度为：
（式2.3）