基于结构光系统的复杂增材制造件三维质量检测方法研究

发布时间：2021-05-23 14:55

　　结构光测量技术是三维质量检测领域中的重要技术,该技术具有具有非接触、速度快、精度高、实时测量性能优越等优点,可以通过计算得到测量范围内的高精度三维点云模型,被广泛应用于于人脸识别、工件质量检测、三维形貌测量、运动跟踪、模式识别、逆向工程等领域。但是在对复杂增材制造件进行三维质量检测时会产生如下问题:投影仪的投影范围为矩形,而增材制造件复杂且不规则,导致测量生成的点云包含大量冗余信息;受结构光测量系统视野限制,需要将生成的不完整点云进行配准,而配准的残差仍然是生成精确、大面积三维点云模型的阻碍。针对上述问题本文的主要工作内容如下:1)增材制造件检测手段基于结构光的增材制造测量系统开发。设计并构建了全文所使用的结构光三维测量系统,建立了结构光测量系统的数学模型,并对结构光系统进行标定。结构光测量系统是获取本文后续图像信息以及点云信息的必要工具,对系统精度有特定要求。经过平面测量实验,验证了结构光测量系统的精度满足所需的精度要求,本章的工作奠定了后续方法研究的硬件基础。2)高效增材制造件点云生成方法针对结构光测量产生的冗余信息问题,提出了基于二维图像显著性的点云提取方法,利用增材制造件与其周... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 三维测量技术综述
        1.2.1 逐点扫描三维测量
        1.2.2 逐线扫描三维测量
        1.2.3 面扫描三维测量
    1.3 结构光测量技术研究现状
        1.3.1 结构光测量设备
        1.3.2 结构光编码方法研究现状
    1.4 图像显著性技术研究现状
        1.4.1 人类视觉注意机制与图像显著性
        1.4.2 图像显著性研究现状
    1.5 点云配准
        1.5.1 点云粗配准
        1.5.2 点云精配准
    1.6 论文研究内容及组织结构
        1.6.1 论文研究内容
        1.6.2 论文组织结构
第2章 结构光三维测量系统设计
    2.1 引言
    2.2 结构光测量系统结构
    2.3 结构光测量系统建模与标定
        2.3.1 相机模型
        2.3.2 投影仪模型
        2.3.3 结构光系统标定
        2.3.4 标定结果
    2.4 系统误差分析
    2.5 本章小结
第3章 基于图像显著区域的点云提取
    3.1 引言
    3.2 算法流程
    3.3 二维图像显著性检测
        3.3.1 灰度超像素图
        3.3.2 基于灰度超像素图的显著性检测
    3.4 基于显著区域的点云提取
    3.5 对比实验分析
    3.6 本章小结
第4章 基于平面回环的点云配准优化
    4.1 引言
    4.2 算法流程
    4.3 点云平面检测
    4.4 基于平面回环的点云配准优化
        4.4.1 点云平面回环约束
        4.4.2 基于平面回环的 3-DOF点云优化
    4.5 仿真实验
    4.6 本章小结
第5章 实验研究
    5.1 引言
    5.2 基于图像显著性的板钉测量实验
    5.3 基于平面回环的点云配准优化实验
    5.4 复杂增材制造件检测综合实验
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多图流形排序的图像显著性检测[J]. 于明,李博昭,于洋,刘依.  自动化学报. 2019(03)
[2]结构光测量系统的标定方法综述[J]. 刘顺涛,骆华芬,陈雪梅,徐静.  激光技术. 2015(02)
[3]金属增材制造技术[J]. 赵剑峰,马智勇,谢德巧,韩雪谦,肖猛.  南京航空航天大学学报. 2014(05)
[4]结构光编码方法综述[J]. 陈彦军,左旺孟,王宽全,吴秋峰.  小型微型计算机系统. 2010(09)



本文编号：3202732