逆向工程中基于共轴立体视觉的曲面边界测量(英文)
本文选题:立体视觉 + 逆向工程 ; 参考:《光子学报》2017年02期
【摘要】:针对逆向工程中引导性曲面边界信息的快速获取问题,系统地研究了共轴立体视觉测量方法,建立该方法的数学模型,详细分析了摄像机焦距、基线距等系统结构参数及被测点空间位置对测量精度的影响,通过数学分析确定摄像机基线距的最佳取值范围,研究共轴立体视觉测量系统特殊的极线几何关系.提出基于共轴立体视觉的曲面边界快速测量方法,利用三坐标测量机的精密机械系统及精确的空间定位能力,用单个摄像机以两次共轴定位摄取图像的方式实现共轴立体视觉测量功能,然后利用共轴立体视觉外极线相互平行且通过各自像平面主点的特殊极线几何关系简化同源像点匹配过程,从而快速获取被测曲面的边界信息.实验结果表明:用基于三坐标测量机的单摄像机共轴立体视觉测量方法获取的曲面边界平均误差为0.268mm,基本满足逆向工程中对引导性曲面边界的测量精度要求.
[Abstract]:Aiming at the problem of fast obtaining the boundary information of guiding surface in reverse engineering, the method of coaxial stereo vision measurement is studied systematically, the mathematical model of this method is established, and the focal length of camera is analyzed in detail.The influence of the structural parameters of the system such as baseline distance and the spatial position of the measured point on the measurement accuracy is discussed. The optimum range of the camera baseline distance is determined by mathematical analysis and the special polar geometry relationship of the coaxial stereo vision measurement system is studied.This paper presents a fast measuring method of curved surface boundary based on coaxial stereo vision, which utilizes the precise mechanical system of CMM and its precise spatial positioning ability.Using a single camera to capture images twice in a coaxial position, the function of coaxial stereoscopic vision measurement is realized.Then the matching process of the homologous image points is simplified by using the external polar lines of the coaxial vision which are parallel to each other and by the special polar geometric relations of the main points of the respective image plane, so that the boundary information of the measured surface can be obtained quickly.The experimental results show that the average error of surface boundary obtained by single camera coaxial stereo vision measurement method based on CMM is 0.268 mm, which basically meets the precision requirement of guiding surface boundary measurement in reverse engineering.
【作者单位】: 杭州电子科技大学机械工程学院机械电子工程研究所;
【基金】:The National Natural Science Foundation of China(Nos.51105332,51275465) the Science and Technology Plan of Zhejiang Province(No.2014C31096) the Key Program of Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China(No.LZ16E050001)
【分类号】:TP391.41
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,本文编号:1771874
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