基于数字光栅的构件三维识别研究

发布时间：2021-10-20 00:52

　　制造业在我国地位弥足重要,据2018年统计,制造业GDP占我国总GDP的29.4%,同时制造业在新技术研发,经济发展乃至于国际竞争中都不可或缺。而数字化则是制造业自动化的瓶颈所在,三维重建技术在逆向工程,质量检测等领域应用广泛,是工件数字化的基础。传统的工件测量方法受限于难以在精度,效率与成本之间达到平衡,难以实现在行业中广泛普及。本文从硬件和软件两个方面构建了一个结构光视觉检测系统,研究了设备的选型与系统的标定,工件表面点云的生成与点云的后续处理,如分割,配准与可视化,同时采用一系列实验对系统各个环节进行验证。本文首先结合本系统的使用场景,对硬件设备进行选型。对相机成像原理与投影仪-相机几何关系进行建模,得到相位-高度映射。设计流程对相机内参数与映射关系中的参数进行标定,实验表明该方法简单快速,且对投影仪,相机相对位置不严格。其次研究了工件表面三维形貌重建技术。采用四步相移法计算物体表面受调制光栅相位,采用改进的质量引导法和多频外差法对相位进行展开。基于针孔原理对物体相位-三维形貌关系进行推导。通过实验验证上述算法能够完成复杂表面的三维建模,同时得到前者在小范围内效果较优,而后者在大... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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发动机扫描结果[5]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-1.2.3电子经纬仪电子经纬仪测量系统基于第二代光学经纬仪系统发展而来，属于非笛卡尔坐标系测量系统。其采用非接触测量方式，依据被测物的几何特征与其空间位置布置测量仪器，可灵活完成测量任务。因其测量范围大，测量精度高，在航空航天工业中被广泛应用。需要注意的是，在使用电子经纬仪测量之前，须对测量仪器进行标定，包括每台测量仪器的相对位置关系及姿态关系。系统主要由电子经纬仪、基准尺、信号接口及计算机平台等组成。电子经纬仪测量系统由两至多台电子经纬仪构成，其基本测量原理为三角交汇，如图1-4。操作者利用每台电子经纬仪对待测目标点进行测量，记录其相对于设备的水平、垂直方位，经信号接口传输至计算机平台，利用软件对数据进行解析，最终得到待测点空间位置信息。图1-4经纬仪装置原理图图1-5反射体外形图[8]图1-6电子经纬仪测量误差[8]李怀珠等人对尺寸宽约2m，高约3.2m的天线反射体及双曲面天线筋板，利用双电子经纬仪测量系统和数字摄影测量系统进行测量[8]。研究表明，电子

反射体外形图[8]

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双目视觉与工业机器人的大型工件自动上下料系统[J]. 李福东,季涛,徐德,朱文俊,张天平,杨月全.  机械设计与制造工程. 2019(01)
[2]智能眼镜辅助的激光跟踪仪移动测量系统[J]. 曹逸凡,郑联语,张宏博,秦兆君.  航空制造技术. 2017(20)
[3]一种基于激光跟踪仪的大飞机外形测绘建模方法[J]. 范晓龙,刘韶光,范欢欢.  航空制造技术. 2016(14)
[4]三维曲面工件的测量技术分析[J]. 李怀珠,张恒源.  机械工程师. 2016(02)
[5]部分编码结构光三维测量技术的研究[J]. 霍金城,吴庆阳,曾祥军,邓丽.  光电工程. 2012(05)
[6]双步相移光栅投影测量轮廓术[J]. 郑东亮,达飞鹏.  光学学报. 2012(05)
[7]计算机辅助全站仪测量系统在整流罩型架装配中的应用[J]. 陈华刚,杨建国,张家梁,陈晓川,韩洪武,郭立杰,张选民.  机械设计与制造. 2011(05)
[8]基于神经网络的相位-高度映射算法[J]. 李中伟,王从军,秦大辉,史玉升.  光学学报. 2009(02)
[9]基于枝切截断的高质量相位解缠算法[J]. 谢捷如,崔海华.  南京航空航天大学学报. 2008(06)
[10]电子经纬仪测量大型圆柱构件同轴度转站新方法[J]. 仝志民,唐文彦,张春富,吕景亮,张雪原.  测控技术. 2008(09)

博士论文
[1]基于数字微镜的位相测量轮廓术[D]. 曹益平.四川大学 2003

硕士论文
[1]大尺寸双目立体视觉测量技术[D]. 褚馨泽.吉林大学 2017
[2]基于机器视觉的船用弯管几何参数测量系统研究[D]. 罗月迎.西南科技大学 2016
[3]大型工件焊接双目视觉测量及精度研究[D]. 刘亚菲.华东理工大学 2013
[4]基于双目视觉的大尺寸工件在机三维测量[D]. 黎淑梅.华南理工大学 2011
[5]基于双目线结构光的大型工件测量[D]. 翟新涛.哈尔滨工程大学 2008
[6]基于双目立体视觉的大尺寸测量系统的研究[D]. 熊志.燕山大学 2006



本文编号：3445927