基于視覺(jué)與觸覺(jué)集成傳感的多坐標(biāo)組合測(cè)量系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著航空航天、造船、汽車(chē)和模具制造等現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品性能、外形等方面的要求越來(lái)越高?？焖俚貜膹?fù)雜形狀的工件中獲得高精度的坐標(biāo)數(shù)據(jù)具有廣泛的應(yīng)用,如檢測(cè)過(guò)程中的工件定位和自動(dòng)化標(biāo)定,敏捷制造,以及逆向工程中的快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這也對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的精度、速度和自動(dòng)化水平提出了更高的要求。使用單一傳感器和傳統(tǒng)的正交坐標(biāo)系的測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量范圍、測(cè)量精度和工作效率等方面總是存在著這樣或那樣的不足。近年來(lái),多傳感器集成和多坐標(biāo)組合的測(cè)量系統(tǒng)逐漸成

2、為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)并取得了一定的進(jìn)展,但仍存在許多不足,特別是在多傳感器標(biāo)定、多坐標(biāo)系統(tǒng)一和信息的智能化集成等方面。
　　 本文對(duì)一種基于視覺(jué)與觸覺(jué)集成傳感的多坐標(biāo)組合測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了研究,主要研究工作包括:
　　 1.針對(duì)光源、物體表面散射特性等影響輪廓成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素,提出了使用遠(yuǎn)心鏡頭和平行光源的基于平行投影的圖像采集系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該圖像采集系統(tǒng)能夠有效提高輪廓圖像的成像質(zhì)量,因而有利于輪廓測(cè)量。
　　

3、 2.針對(duì)θFXZ結(jié)構(gòu)形式的多坐標(biāo)系統(tǒng)建立了其準(zhǔn)剛體運(yùn)動(dòng)模型,提出了基于激光干涉儀的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件各單項(xiàng)幾何誤差的檢定方法,并據(jù)此模型對(duì)系統(tǒng)的幾何誤差作補(bǔ)償。提出了通過(guò)瞄準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)的分度臺(tái)綜合性能的評(píng)定方法,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)坐標(biāo)系的統(tǒng)一。
　　 3.分別建立了攝像機(jī)和觸發(fā)式測(cè)頭的數(shù)學(xué)理論模型,提出了快速高精度的攝像機(jī)主動(dòng)視覺(jué)標(biāo)定方法,基于預(yù)行程誤差理論模型的觸發(fā)式測(cè)頭標(biāo)定方法,和兩種測(cè)頭的聯(lián)合標(biāo)定方法。通過(guò)各自模型的參數(shù)辨識(shí)最終解決了多傳

4、感器集成的配準(zhǔn)問(wèn)題。
　　 4.研究了測(cè)量圖像處理中的多圖像平均的圖像濾波方法,基于MS的模糊指數(shù)最大原則的灰度閾值分割算法,基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的邊緣檢測(cè)算子,并通過(guò)二次曲線(xiàn)擬合實(shí)現(xiàn)了測(cè)量圖像的快速亞像素定位,定位精度為0.1pixel。
　　 5.對(duì)視覺(jué)與觸覺(jué)傳感信息集成進(jìn)行了研究。分析了傳感器的選擇方法。根據(jù)邊界曲線(xiàn)法矢的變化規(guī)律,通過(guò)特征映射完成了曲線(xiàn)基元的自動(dòng)分割。給出了具有約束條件的最小二乘原理的基元參數(shù)估計(jì)方法。