一种开放环境下的螺栓位姿测量方法

发布时间：2021-02-15 04:06

　　螺栓在工程结构中起到固连作用,其工作状态直接关乎到设备的工作状态甚至人员的生命安危,而多数处于真实开放环境中的螺栓难以排查.为满足螺栓自动检修设备对处于开放环境中的螺栓进行安全检修,更加准确快速地对其进行识别定位,以保障其发挥正常功效,并提高设备自动化率,提出一套针对处于开放环境中螺栓的位置与姿态测算方法.通过自主搭建的双目系统,在完成相机参数标定校准后对真实环境中的六角螺栓进行图像采集,通过归一化相关匹配（normalized cross correlation,NCC）方法对2幅图像进行一致性检测,完成特征点匹配以及立体计算,精确地获取目标螺栓的深度信息;同时利用虚拟相机技术将3D CAD模型生成2D模型数据库,通过高斯金字塔分层方法与贪婪算法对处于开放环境中的螺栓与2D模型数据库进行搜索与模型匹配,得到最优匹配结果,最终完成对开放环境中螺栓的姿态信息测量.实验结果表明:此方法准确度高,且具有很好的实用性,效果良好. 

【文章来源】：北京工业大学学报. 2020,46(07)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

螺栓深度信息总体构架

双目视觉系统由2台高清CCD相机和1个云台支架组成,2台相机调整至一定距离,并且向内倾斜一定角度,双目平台搭建完成,如图2所示.而立体视觉测量原理如图3所示,是利用2个摄像机的成像平面与被测物体之间构成三角形[6],从而来获得2幅不同视觉角度上的感知图. 然后基于三角几何相关原理对2幅图像对应点的视差进行计算,获得物体在三维空间上的信息[7].

而立体视觉测量原理如图3所示,是利用2个摄像机的成像平面与被测物体之间构成三角形[6],从而来获得2幅不同视觉角度上的感知图. 然后基于三角几何相关原理对2幅图像对应点的视差进行计算,获得物体在三维空间上的信息[7].图3中Ol、Or分别为左右2个相机的光心;Pl、Pr分别为目标P在左右相机的成像平面上所成的像点.

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺栓防松方法及运用分析[J]. 葛晓宁,张金柱.  现代制造技术与装备. 2018(03)
[2]基于高斯金字塔和拉普拉斯金字塔融合的图像对比度增强算法研究[J]. 马永强,王顺利,孙伟,刘宝娥.  信息与电脑(理论版). 2018(04)
[3]基于单应性矩阵的变焦双目视觉标定方法[J]. 姜涛,程筱胜,崔海华,贾华宇,张逢骏.  光学学报. 2018(03)
[4]动车底部螺栓快速定位方法[J]. 路绳方,刘震.  计算机工程与应用. 2017(15)
[5]无人车平台立体视觉技术的研究[J]. 高洁.  机电产品开发与创新. 2016(03)
[6]一种基于HALCON的螺栓角点提取方法[J]. 姜春英,王国辉,张诚然,叶长龙.  机械工程师. 2016(05)
[7]基于倍频信号滤波的非规则图像动态特征提取[J]. 张锦华,孙挺.  控制工程. 2015(02)

硕士论文
[1]水下机器人运动姿态控制技术研究[D]. 赵彦飞.西安工业大学 2018
[2]双目立体视觉系统标定及重构方法研究[D]. 熊凡.武汉工程大学 2012



本文编号：3034403