复杂零件三维重建与点云配准技术研究

发布时间：2021-05-10 01:49

　　飞机起落架、汽轮机叶片、高速列车车轮等复杂铸锻件,是航空、船舶、交通等领域的关键件,其形状复杂、成形精度难控制,对其整体形面进行完整的三维测量和精度分析,可为成形工艺优化提供基础的测量数据,对提升复杂零件的成形精度、提高成品率具有至关重要的作用。其中,复杂零件整体形面的三维重建精度,以及重建结果与设计数模的数据配准精度直接决定了最终零件质量检测结果的可靠性与准确性。为此,本文研究了复杂零件的三维重建方法,重建结果与设计数模的粗配准和精配准方法,主要研究工作和创新之处体现在:研究复杂零件的高精度三维重建方法。针对目前工业零件三维重建方法依赖外部辅助进行测量视点空间定位,存在灵活性差和应用范围有限的问题,本文提出一种基于测量数据顺序配准和测量视点全局优化的高精度三维重建方法。通过建立耦合几何一致性约束和曲率一致性约束的深度图像快速配准模型,提高了顺序帧间配准的精度,实现了良好的测量视点初始空间定位。推导了点云配准误差与空间位姿误差之间的相互关系,完成了多视角点云配准问题在位姿图优化框架下的建模,实现了测量视点空间位姿的快速全局优化。实验结果表明本文方法有效的消除了由顺序配准累积误差所造成的... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状及分析
    1.3 课题来源
    1.4 本文主要工作和结构
2 复杂零件高精度三维重建方法
    2.1 引言
    2.2 基于数字光栅投影的面结构光三维测量技术
    2.3 深度图像精确配准方法
    2.4 回环检测方法
    2.5 测量视点空间位姿全局优化方法
    2.6 实验结果与分析
    2.7 本章小结
3 基于三维局部特征描述子的点云粗配准方法
    3.1 引言
    3.2 点云粗配准方法
    3.3 粗配准变换正确性检验方法
    3.4 实验结果与分析
    3.5 本章小结
4 基于自适应距离阈值的点云精配准方法
    4.1 引言
    4.2 ICP配准算法分析
    4.3 由粗到精的自适应阈值ICP算法
    4.4 实验结果与分析
    4.5 本章小结
5 工业零件在线质量检测应用案例
    5.1 引言
    5.2 热锻汽车前桥零件在线质量检测
    5.3 高速列车车轮零件在线质量检测
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读博士期间发表的学术论文、专利目录


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3178439