基于信度評價和結(jié)構(gòu)光視覺的焊縫三維測量研究.pdf

1、隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展,三維測量技術(shù)已經(jīng)成為整個制造生產(chǎn)過程中一個重要的研究方向,其在工業(yè)檢測、逆向工程等領(lǐng)域占有舉足輕重的地位。焊接作為制造流程中的最終階段,其焊縫的尺寸參數(shù)將直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的最終質(zhì)量,因此焊縫的三維測量是當(dāng)今焊接智能化、自動化發(fā)展的重要方向之一。
　　利用線結(jié)構(gòu)光主動視覺技術(shù),可以清晰地捕捉到焊縫表面的原始圖像信息,通過相關(guān)數(shù)字圖像處理后可以獲取焊縫的尺寸參數(shù)值。但是,由于焊縫表面材質(zhì)反光特性不同,以及復(fù)雜的

2、輪廓結(jié)構(gòu)都會造成結(jié)構(gòu)光條紋的粗細(xì)不均,局部信息丟失、灰度變化強烈、噪聲較多等問題,影響三維測量的計算精度,因此設(shè)計適合的光學(xué)成像系統(tǒng),并采用有效的圖像采集方法與處理算法就至關(guān)重要。
　　本論文正是基于此技術(shù)難點,設(shè)計了一套基于線激光和CCD圖像傳感器的光學(xué)成像系統(tǒng),以采集特征明顯、條紋清晰的焊縫原始圖像,并對整個成像系統(tǒng)進行參數(shù)標(biāo)定;分析了線結(jié)構(gòu)光的成像原理和數(shù)學(xué)模型及CCD相機采集圖像時的能量傳遞過程,引入光條的信度值的概念,以

3、此來評價整幅圖像中各個位置的曝光質(zhì)量,分析光條信度與圖像灰度之間的關(guān)系;基于此信度評價機制,設(shè)計了一種自適應(yīng)多次曝光方法,每次曝光后保留曝光質(zhì)量較高,即信度評價較高的位置,并設(shè)置下一次曝光時間。多次曝光后,拼接得到曝光質(zhì)量優(yōu)良的結(jié)構(gòu)光圖像;此外,還設(shè)計了一套針對本文被檢角焊縫的數(shù)字圖像處理算法,通過動態(tài)中值濾波、二值化處理、形態(tài)學(xué)修補等方法,精確提取了焊縫表面輪廓,并檢索焊縫特征點,計算焊縫的相關(guān)尺寸參數(shù);最后,通過實驗結(jié)果分析了自適應(yīng)