基于点云的锪孔成孔质量检测系统研究与实现
发布时间：2022-04-15 23:21
制孔刀具作为机械模块制孔过程中用到的钻头材料,其制孔过程中的磨损程度决定了打出相应成孔的质量。为了减少机械模块制孔过程中的成本、提高制孔效率,使得制孔加工前的刀具能够保证一定的制孔质量,企业需要在对机械模块制孔之前进行试刀检测。如果能实时地检测出试刀过程中,打出相应成孔的目标参数,这些参数就能一定程度上反映刀具的磨损程度,从而保证刀具打在机械模块上成孔质量;同时,如果能开发一款快速、实时检测锪孔参数的自动化平台,就能解决当前国内机械制孔过程中主要依靠人工仪器检测成孔质量的现状,从而保证检测的效率与准确度。依据实际工程出发,可采用基于点云算法的检测方式实现对锪孔成孔的高效检出。为满足实际的工程需求,本文对点云算法进行研究,开发一套行之有效的锪孔成孔检测平台。本文的主要工作如下:（1）针对当前国内机械模块制孔过程中,较少对锪孔成孔的孔深、上下圆面半径、锪窝角以及上下圆面的法向量夹角这4类目标进行实时检测的现状,本文进行了基于点云的锪孔成孔质量检测系统研究与实现。（2）为了对获取的点云图像进行处理,本文研究了点云算法。本文实现了对锪孔点云图像的预处理,预处理包括点云阵的滤波、平滑以及分割。接...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景及意义
1.3 相关领域国内外研究现状
1.3.1 成孔检测的发展现状
1.3.2 点云发展现状
1.3.3 点云质量检测现状
1.4 本文的主要研究内容和组织架构
第2章 锪孔曲面分割处理研究
2.1 锪孔点云的滤波算法研究
2.1.1 锪孔点云的滤波原理
2.1.2 锪孔点云滤波实验及分析
2.2 锪孔点云的法向量估计与平滑处理研究
2.2.1 锪孔点云的法向量估计算法研究
2.2.2 锪孔点云的平滑处理介绍
2.3 基于随机采样一致性的点云分割处理研究
2.3.1 随机采样一致性点云分割算法
2.3.2 改进的随机采样一致性分割算法
2.3.3 改进分割算法的仿真与分析
2.4 本章小结
第3章 锪孔质量检测算法研究
3.1 锪孔曲面的边缘提取研究
3.1.1 锪孔曲面边缘算法的选择
3.1.2 锪孔边缘带提取的实验分析与预处理
3.2 锪孔曲面拟合算法的构建。
3.2.1 空间圆的拟合算法构建
3.2.2 空间圆锥曲面的拟合算法构建
3.2.3 锪孔拟合算法相关实验与分析
3.3 锪孔质量检测算法设计
3.4 本章小结
第4章 锪孔检测系统的设计与实现
4.1 锪孔检测系统的总体设计
4.1.1 锪孔检测系统的性能要求
4.1.2 锪孔检测系统的结构组成
4.2 锪孔检测系统的硬件设计
4.2.1 点云激光扫描仪的选择
4.2.2 工控机的配置
4.2.3 PLC的选型
4.2.4 运动执行模块的设计
4.2.5 锪孔检测系统的整体实现
4.3 锪孔检测系统的软件设计
4.3.1 锪孔检测系统的工作流程
4.3.2 运动执行模块报警反馈
4.3.3 点云数据处理软件的设计
4.4 本章小结
第5章 系统性能测试
5.1 系统测试条件
5.2 锪孔检测平台的检测精度实验
5.2.1 铝制板精度检测
5.2.2 复合板精度检测
5.3 锪孔检测平台的实时性
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多线激光扫描的叶片轮廓快速测量系统标定方法[J]. 刘博文,陈世利,杨毅,王金桥,丁航. 纳米技术与精密工程. 2017(06)
[2]三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势[J]. 杨必胜,梁福逊,黄荣刚. 测绘学报. 2017(10)
[3]基于改进SIFT-ICP算法的Kinect植株点云配准方法[J]. 沈跃,潘成凯,刘慧,高彬. 农业机械学报. 2017(12)
博士论文
[1]基于工业机器人的飞机交点孔精镗加工关键技术研究[D]. 郭英杰.浙江大学 2016
[2]LiDAR点云约束下的多视影像密集匹配与融合方法研究[D]. 黄旭.武汉大学 2016
硕士论文
[1]基于机器视觉的工作场景安全检测系统的设计与实现[D]. 杨静.华中科技大学 2019
[2]三维模型分割技术在数字牙齿医疗领域的应用研究[D]. 孟宏伟.中国地质大学(北京) 2018
[3]建筑物的三维点云配准研究[D]. 赵晓娜.西安电子科技大学 2018
[4]典型场景下无人驾驶三维目标识别算法研究[D]. 肖大鹏.哈尔滨工业大学 2018
[5]大型水电工程竖井缺陷的三维激光检测技术[D]. 牛乐.武汉大学 2018
[6]基于力学试验和无损检测的古建筑杉木构件材料性能研究[D]. 祝英明.北京交通大学 2018
[7]基于多模型拟合的室内点云分割[D]. 肖佩珮.武汉大学 2017
[8]碳纤维复合材料/钛合金叠层结构机翼自动化制孔技术研究[D]. 陈光林.浙江大学 2017
[9]钻孔动力头钻削刀具磨损监测方法研究[D]. 罗维朗.浙江大学 2016
[10]煤矿井下三维点云边缘检测及配准研究[D]. 万松.华中科技大学 2015
本文编号：3645886
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究背景及意义
1.3 相关领域国内外研究现状
1.3.1 成孔检测的发展现状
1.3.2 点云发展现状
1.3.3 点云质量检测现状
1.4 本文的主要研究内容和组织架构
第2章 锪孔曲面分割处理研究
2.1 锪孔点云的滤波算法研究
2.1.1 锪孔点云的滤波原理
2.1.2 锪孔点云滤波实验及分析
2.2 锪孔点云的法向量估计与平滑处理研究
2.2.1 锪孔点云的法向量估计算法研究
2.2.2 锪孔点云的平滑处理介绍
2.3 基于随机采样一致性的点云分割处理研究
2.3.1 随机采样一致性点云分割算法
2.3.2 改进的随机采样一致性分割算法
2.3.3 改进分割算法的仿真与分析
2.4 本章小结
第3章 锪孔质量检测算法研究
3.1 锪孔曲面的边缘提取研究
3.1.1 锪孔曲面边缘算法的选择
3.1.2 锪孔边缘带提取的实验分析与预处理
3.2 锪孔曲面拟合算法的构建。
3.2.1 空间圆的拟合算法构建
3.2.2 空间圆锥曲面的拟合算法构建
3.2.3 锪孔拟合算法相关实验与分析
3.3 锪孔质量检测算法设计
3.4 本章小结
第4章 锪孔检测系统的设计与实现
4.1 锪孔检测系统的总体设计
4.1.1 锪孔检测系统的性能要求
4.1.2 锪孔检测系统的结构组成
4.2 锪孔检测系统的硬件设计
4.2.1 点云激光扫描仪的选择
4.2.2 工控机的配置
4.2.3 PLC的选型
4.2.4 运动执行模块的设计
4.2.5 锪孔检测系统的整体实现
4.3 锪孔检测系统的软件设计
4.3.1 锪孔检测系统的工作流程
4.3.2 运动执行模块报警反馈
4.3.3 点云数据处理软件的设计
4.4 本章小结
第5章 系统性能测试
5.1 系统测试条件
5.2 锪孔检测平台的检测精度实验
5.2.1 铝制板精度检测
5.2.2 复合板精度检测
5.3 锪孔检测平台的实时性
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文及成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多线激光扫描的叶片轮廓快速测量系统标定方法[J]. 刘博文,陈世利,杨毅,王金桥,丁航. 纳米技术与精密工程. 2017(06)
[2]三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势[J]. 杨必胜,梁福逊,黄荣刚. 测绘学报. 2017(10)
[3]基于改进SIFT-ICP算法的Kinect植株点云配准方法[J]. 沈跃,潘成凯,刘慧,高彬. 农业机械学报. 2017(12)
博士论文
[1]基于工业机器人的飞机交点孔精镗加工关键技术研究[D]. 郭英杰.浙江大学 2016
[2]LiDAR点云约束下的多视影像密集匹配与融合方法研究[D]. 黄旭.武汉大学 2016
硕士论文
[1]基于机器视觉的工作场景安全检测系统的设计与实现[D]. 杨静.华中科技大学 2019
[2]三维模型分割技术在数字牙齿医疗领域的应用研究[D]. 孟宏伟.中国地质大学(北京) 2018
[3]建筑物的三维点云配准研究[D]. 赵晓娜.西安电子科技大学 2018
[4]典型场景下无人驾驶三维目标识别算法研究[D]. 肖大鹏.哈尔滨工业大学 2018
[5]大型水电工程竖井缺陷的三维激光检测技术[D]. 牛乐.武汉大学 2018
[6]基于力学试验和无损检测的古建筑杉木构件材料性能研究[D]. 祝英明.北京交通大学 2018
[7]基于多模型拟合的室内点云分割[D]. 肖佩珮.武汉大学 2017
[8]碳纤维复合材料/钛合金叠层结构机翼自动化制孔技术研究[D]. 陈光林.浙江大学 2017
[9]钻孔动力头钻削刀具磨损监测方法研究[D]. 罗维朗.浙江大学 2016
[10]煤矿井下三维点云边缘检测及配准研究[D]. 万松.华中科技大学 2015
本文编号：3645886
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