安全座椅底座空间尺度关系视觉检测技术研究

发布时间：2020-04-19 17:23

【摘要】：随着家庭汽车的普及,儿童乘车安全问题日益凸显,汽车配件、母婴用品等行业对安全座椅产品质量提出更加严格的标准,儿童乘车安全评价标准被纳入C-NCAP评价体系。目前安全座椅产品多为人工检测,通过试装检验安全座椅的空间几何关系,检测效率低,费时费力。本文以安全座椅底座为研究对象,针对安全座椅空间尺度关系的测量需求,设计并搭建了一种安全座椅底座空间尺度关系视觉检测系统,利用图像处理技术实现了安全座椅底座上的腰形槽与弧形槽之间的空间尺度关系测量。论文研究的安全座椅底座是塑料件,不同于金属件,没有准确的定位基准。在分析底座零件的结构特征后,确定以腰形槽为测量基准,建立相互关联的测量坐标系。通过单目相机获取腰形槽图像,经轮廓面积筛选、长宽比阈值过滤提取腰形槽轮廓,然后对腰形槽轮廓进行尺寸量分析,计算腰形槽中心、长度和宽度信息。通过双目相机获取弧形槽图像,提出了多约束条件的SURF特征匹配策略进行弧形槽图像匹配,然后利用渐入渐出法融合得到完整的弧形槽图像,提出基于曲率尺度空间的角点检测方法精确提取弧形槽轮廓的角点,利用角点分割弧形槽各弧段,采用最小二乘法得到各弧段拟合参数。通过标定视觉测量系统,计算腰形槽、弧形槽的轮廓尺寸参数和空间倾斜度参数,利用焦平面投影关系计算轮廓点的三维坐标,生成三维点云,对腰形槽、弧形槽的轮廓进行三维重建。结果表明,腰形槽宽度测量相对误差为2.7%,长度测量相对误差为2.1%,弧形槽宽度测量相对误差为0.7%,空间位置矢量的方向夹角误差小于2°。最后,对系统进行了精度与误差分析,系统总体测量误差为0.299mm,满足安全座椅底座技术指标给出的0.5mm精度要求。
【图文】：

视觉检测系统

安全座椅底座空间尺度关系视觉检测技术研究视觉测量技术研究始于 20 世纪 60 年代，美国、日本、加拿大等发达国家术研究[2]，研发了一批视觉测量设备，广泛应用于汽车、制药、电子、医疗 COGNEX 公司开发出了多行业的工业级视觉解决方案，其中最具代表性的检测系统，如图 1. 1 所示，晶圆读码器以其独特的照明系统，，可提供多种高对比度暗场图像，结合自主研发的视觉算法库，可实现 100%的晶圆追了读码器的可靠性和维护简易性。

影像测量,大尺寸测量,工业测量系统,激光跟踪仪

图 1. 1 In-Sight 系列视觉检测系统列 ZIP250 影像测量机，如图 1. 2 所示结合人性化使用界面和高功率算法，寸、位置信息，检测精度达到 0.5μm。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;U491.61

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