基于视觉测量的曲面重构技术研究

发布时间：2021-04-09 07:34

　　针对传统的正向工程加工制造技术生产过程繁琐,需要时间长的缺点,逆向工程的制造生产技术成为研究热点,其技术的关键包括数据采集技术、数据处理技术和曲面重构技术,因此课题在阅读了大量文献的基础上对以下内容进行了研究:1)课题应用了自主搭建的线结构光平台进行了数据采集。首先分析了线结构数据采集的原理并对所用设备的型号进行了确定,接着对线结构平台的参数进行了标定,最后对线结构光光条进行了特性分析,在四种光条去噪处理算法对比和不同权重的高斯滤波算法对比后,选用了权重0.5的高斯滤波算法进行了光条去噪处理。2)得到点云数据后,主要对点云噪声数据处理算法进行了对比分析,课题选用了高斯滤波进行点云数据去噪处理;在简化算法对比中,根据数据特性,应用了非均匀网络算法的简化了点云数据,为后续重构工作做了充分的准备。3)点云数据处理后进行曲面重构,这也是课题的工作重点,课题选用了头盔作为实验对象,在均匀简化处理、多边形网络化处理和点线面处理后,应用了Berzier曲面算法完成了重构实验,并达到了拟合度和光顺序性的要求。4)课题选用了硬盘作为实验对象,在重构前应用了八叉树算法进行了数据索引,并结合NURBS曲面重... 

【文章来源】：华北理工大学河北省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

视觉测量系统的构成图

华北理工大学硕士学位论文-4-1）照明光源的目的是将被测对象与背景明显区分开，能够获得高品质、高对比度的图像，因此其属性直接影响处理效率和精度，常用的照明光源有荧光灯、卤素灯、和LED灯，各种类灯的寿命、设计自由度、热扩散、响应速度、性价比亮度如下图所示[9,10]。图3各种灯源属性对比图Fig.3Attributecomparisonofvariouslightsources2）主流的工业相机有CCD和CMOS摄像机，其优点和缺点如表1所示：表1CCD、CMOS摄像头对比图Table1ComparisonofCCDandCMOScamerasCCD摄像机CMOS摄像机优点1.图像质量高2.灵敏度高3.对比度高4.畸变小5.寿命长6.体积1.体积小2.片上数字化3.很多片上处理功能4.低功耗5.直接访问单个像素6.帧率可以更高缺点1.不能直接访问每个像素2.没有片上处理功能1.一致性较差2.光灵敏度差3.噪声大1.3国内外研究现状通过阅读文献和查阅资料，发现国内外研究学者对视觉测量和曲面重构等相关技术和算法进行了深度研究，并有效推进了视觉技术、点云预处理技术和曲面重构

华北理工大学硕士学位论文-12-表2（续）型号Table1DFK23G274装配规格C/CS界面参数GigE快门时间3010ss5电压规格1311VDC功率参数@12400VmA增益参数300dB白平衡参数d62-dBB分辨率12001600重量65g2）镜头选型镜头对系统测量平台的影响主要需要考虑的属性主要包括：明锐度、分辨率、最大孔径与光圈系数等诸因素[31]。镜头制造技术原理是透视投影成像原理，其原理主要依据的是结构中的放大倍率和焦距的原则，据此选择的镜头。透视投影成像示意图如图6所示：图6透视投影成像示意图Fig.6Schematicdiagramofperspectiveprojectionimaging由表2可知：摄像机的分辨率水平：1600，垂直：1200和像元尺寸：水平和垂直：4.4um。因此其相关计算结果如下：对光敏面的计算如下：宽度计算为16004.4=7.04mm，高度计算为12004.4=5.28mm。得到光敏面的宽度后，进一步计算成像的放大倍数，根据资料成像放大倍数的计算公式是hh7.041000.07，在根据高斯公式可得出1l1l1f，接着联合

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分片与重构的复杂曲面建筑网格划分方法[J]. 李铁瑞,吴慧,高博青,单艳玲.  重庆大学学报. 2019(07)
[2]基于改进法线方向的泊松曲面重构算法[J]. 黄矿裕,唐昀超,邹湘军,陈明猷,方雅媚,雷子毅.  激光与光电子学进展. 2019(14)
[3]三维点云混合去噪算法研究[J]. 赵扬.  信息通信. 2019(02)
[4]逆向重建中B样条曲面过渡/微调精简方法[J]. 姜淑凤,张英琦.  北京理工大学学报. 2018(08)
[5]机器视觉技术的农业应用研究进展[J]. 陈兵旗,吴召恒,李红业,王进.  科技导报. 2018(11)
[6]机器视觉原理解析及其应用实例[J]. 李定川.  智慧工厂. 2017(08)
[7]微型复杂曲面重构方法研究[J]. 王坤,赵卫国,刘庆,刘雪岩,冯海全.  机械设计. 2017(04)
[8]NURBS曲线控制点几何关系在产品三维建模中的应用[J]. 成振波,柯善军.  机械设计. 2016(07)
[9]基于粒子群优化算法的三维点云NURBS曲面重构研究[J]. 娄建玮,吴禄慎,陈华伟.  现代制造工程. 2016(03)
[10]基于二维曲率数据的空间曲面形态重构算法[J]. 张合生,朱晓锦,李丽,李明东,刘凯宁.  应用基础与工程科学学报. 2015(05)

博士论文
[1]点云数据配准及曲面细分技术研究[D]. 薛耀红.吉林大学 2010

硕士论文
[1]UUV趋近作业目标过程的光视觉稳像方法研究[D]. 胡志坚.哈尔滨工程大学 2017
[2]线结构光视觉测量的标定方法与实验评价[D]. 谢宇浪.湖北工业大学 2014
[3]基于视觉的船舶跟踪与三维定位技术研究与应用[D]. 李晓飞.广东工业大学 2014
[4]三维数据点云的去噪及其检测[D]. 张育锋.南京信息工程大学 2014
[5]移动视觉检测系统的建模与标定方法研究[D]. 刘超.天津大学 2014
[6]基于视频图像处理的明火识别与定位研究[D]. 苏兆熙.华东交通大学 2013
[7]基于虚拟仪器视觉系统实验台架的研究[D]. 李彦峰.新疆大学 2013
[8]基于工业机器人的三维激光扫描测量系统研究[D]. 黄佳.天津大学 2012



本文编号：3127211