大尺寸截面配對(duì)式視覺測(cè)量方法的研究.pdf

1、論文根據(jù)大尺寸工件截面的幾何形狀測(cè)量現(xiàn)狀和發(fā)展方向，針對(duì)大尺寸測(cè)量的需求和應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)有的大尺寸工件截面測(cè)量系統(tǒng)的原理、特點(diǎn)進(jìn)行了研究、比較，提出了利用視覺傳感器對(duì)組建大尺寸工件的在線視覺測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用組建傳感器對(duì)測(cè)量方法，使每對(duì)傳感器具備差動(dòng)測(cè)量能力，提高單點(diǎn)測(cè)量精度。利用坐標(biāo)測(cè)量臂和激光跟蹤儀的大尺寸測(cè)量能力，對(duì)傳感器坐標(biāo)系進(jìn)行全局校準(zhǔn)，提高校準(zhǔn)的精度和效率。系統(tǒng)組建后能快速檢測(cè)大型工件截面的幾何形狀，測(cè)量精度較高。 論

2、文從理論上和實(shí)踐上進(jìn)行了深入細(xì)致的研究與探討，并完成了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)論證工作。論文完成了以下主要工作： 1.對(duì)國(guó)內(nèi)外大尺寸坐標(biāo)測(cè)量的原理及方法的研究。分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍，具體研究了視覺檢測(cè)技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，將視覺檢測(cè)技術(shù)引入到大尺寸坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，為提出建立大尺寸截面幾何形狀測(cè)量系統(tǒng)奠定理論依據(jù)。 2.對(duì)視覺傳感器的研究。研究了現(xiàn)有的視覺傳感器的種類，主要包括單目傳感器、雙目傳感器、多目傳感器，從成本和精度和

3、標(biāo)定上綜合考慮，提出應(yīng)用雙目傳感器進(jìn)行組建傳感器測(cè)量對(duì)，用多對(duì)傳感器組建傳感器測(cè)量網(wǎng)。 3.對(duì)大尺寸截面幾何形狀視覺測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)研究。標(biāo)定技術(shù)包括局部標(biāo)定和全局標(biāo)定，局部標(biāo)定是指攝像機(jī)標(biāo)定和傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)；本課題提出利用關(guān)節(jié)測(cè)量臂和經(jīng)緯儀相結(jié)合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，提高了標(biāo)定的效率。 4.對(duì)橢圓擬合算法的研究。常用的橢圓輪廓計(jì)算方法有Hough變換法、最小二乘、邊界擬合等算法，這些算法計(jì)算量大，運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)，效率低，因此提出

4、了一種利用橢圓平行弦中點(diǎn)連線必過(guò)橢圓中心的原理，先求出橢圓的中心，再擬合出橢圓的幾何形狀。 5.對(duì)數(shù)字圖像處理技術(shù)的研究。高精度的圖像處理技術(shù)是視覺測(cè)量中必不可少的環(huán)節(jié)，如果在這個(gè)步驟中引入較大的干擾誤差，前面和后續(xù)的工作將失去意義。本測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)傳感器的CCD攝像機(jī)采集圖片，因此圖片預(yù)處理和后期特征點(diǎn)提取算法直接影響到了工件整體測(cè)量精度。本實(shí)驗(yàn)采用中值濾波對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行閾值變換、細(xì)化使圖像特征點(diǎn)突出，通過(guò)自己編寫的