基于結(jié)構(gòu)光視覺的砂輪輪廓三維測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著人工智能的飛速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的廣泛運(yùn)用使具有復(fù)雜曲面的零件(如汽輪機(jī)葉片)的磨削加工逐步走向了自動化。然而實(shí)際磨削過程中，工件的表面質(zhì)量卻不僅僅取決于機(jī)器人的路徑規(guī)劃精度，砂輪輪廓特征參數(shù)對其也有著直接的影響。在機(jī)器人路徑規(guī)劃中，需要充分考慮砂輪的徑向磨損量以進(jìn)行實(shí)時地補(bǔ)償，通過在線獲取砂輪表面的曲率和輪廓度以避免磨削過程中砂輪與工件表面產(chǎn)生干涉。由于國內(nèi)外對砂輪工作時的外徑、曲率和輪廓度等特征參數(shù)的變化關(guān)注較少，導(dǎo)致適用于砂輪輪

2、廓參數(shù)測定的系統(tǒng)較為罕見。而且，能夠進(jìn)行測量的系統(tǒng)又由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、龐大，單純用于砂輪輪廓特征參數(shù)的分析，往往會造成資源的浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本，降低檢測效率。本文設(shè)計(jì)了一種基于結(jié)構(gòu)光視覺的砂輪輪廓三維測量系統(tǒng)，通過對砂輪輪廓的實(shí)際測量，證明了該測量系統(tǒng)的可行性，可應(yīng)用于自動化磨削加工過程中砂輪輪廓參數(shù)的快速提取。
　　本文首先研究了激光光條紋中心線的高效提取方法。在對光條紋原始圖像進(jìn)行預(yù)處理的基礎(chǔ)上，針對光平面標(biāo)定過程靶標(biāo)圖像中的直

3、線光條紋，提出了一種直線光條紋中心線的快速提取算法；針對曲率呈隨機(jī)變化的砂輪輪廓光條紋中心線，對高斯擬合法進(jìn)行了改進(jìn)，保證了光條紋中心線的提取精度和速度。其次對砂輪輪廓測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的標(biāo)定進(jìn)行了研究。在張正友標(biāo)定原理的基礎(chǔ)上，建立了一種攝像機(jī)成像非線性模型，實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)幾何參數(shù)的高精度標(biāo)定；結(jié)合基于平面靶標(biāo)的光平面標(biāo)定特征點(diǎn)提取方法，實(shí)現(xiàn)了光平面結(jié)構(gòu)參數(shù)的簡單高效標(biāo)定；根據(jù)載物回轉(zhuǎn)臺繞回轉(zhuǎn)中心圓周轉(zhuǎn)動的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于棋盤靶標(biāo)的回轉(zhuǎn)中