視覺關(guān)節(jié)式坐標測量機關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、反求工程作為一種新型的設(shè)計方法，在吸收國內(nèi)外的先進制造技術(shù)、縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期以及降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮著重大的作用。反求工程中視覺關(guān)節(jié)式坐標測量機將接觸式測量和非接觸式測量兩種測量方法完美結(jié)合起來，帶來了一種全新的產(chǎn)品設(shè)計、制造及三維尺寸測量模式。本文在課題組已開發(fā)完善的商品化三維反求設(shè)備HRE-I、HRE-II三維激光掃描系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，探討視覺關(guān)節(jié)式坐標測量機關(guān)節(jié)數(shù)學建模、3D激光掃描頭的工作模式等視覺關(guān)節(jié)式坐標測量機中的關(guān)鍵技術(shù)。

2、反求工程中接觸式測量以其測量精度高而著稱，本文在建立關(guān)節(jié)式測量的數(shù)學位姿描述和測量運動方程的基礎(chǔ)上導出了關(guān)節(jié)式坐標測量機的精度分析函數(shù)和校準模型。在理論上論述了影響本系統(tǒng)的精度因素和減少誤差而采取的主要措施，為在指定的設(shè)計精度下，裝配出符合測量精度要求的關(guān)節(jié)式坐標測量機做理論準備。初步探討了關(guān)節(jié)式坐標測量機的制造、裝配和數(shù)據(jù)獲取的關(guān)鍵技術(shù)。3D激光掃描頭測量速度快，測量精度較高，測量獲取的點云數(shù)據(jù)大，由單目CCD攝像機和半導體線激光器組

3、成。與已有的雙目視覺測量系統(tǒng)的三維數(shù)據(jù)建模方式不同的是使用激光投影平面和單個CCD攝像機拍攝的激光圖像建立數(shù)據(jù)獲取模型。本文論述了由CCD攝像機拍攝的一幅圖像經(jīng)數(shù)字圖像處理如平滑去噪、閾值分割、細化等手段得到單像素寬的激光條紋，把平面激光條紋還原成空間曲線上的離散點的過程。并在設(shè)計要求的采集點及時顯示的條件下，對這些處理過程做了簡化、經(jīng)驗上的處理。經(jīng)過試驗驗證這種方法是可行的。視覺關(guān)節(jié)式坐標測量機采集得到的三維數(shù)據(jù)必須實時的顯示到計算機