【摘要】：針對(duì)船板在船板制造過(guò)程中出現(xiàn)的變形問(wèn)題,船廠必須采用一定的精度測(cè)量手段來(lái)檢測(cè)船板變形,并選用合適的火工矯正工藝來(lái)矯正船板變形。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)造船廠采用離線測(cè)量手段檢測(cè)變形,并主要依靠操作工人的經(jīng)驗(yàn)選用火工矯正工藝,這使得船板制造過(guò)程無(wú)法即時(shí)評(píng)估船板的形狀精度,效率低,可控性差,船板質(zhì)量無(wú)法得到保證。因此,實(shí)現(xiàn)船板變形的在線檢測(cè)和工藝指導(dǎo)是提高船板制造的效率和質(zhì)量的關(guān)鍵。本文研究虛擬場(chǎng)景和真實(shí)場(chǎng)景中的模型位姿注冊(cè)問(wèn)題,建立與真實(shí)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)物體的初始位姿一致的虛擬場(chǎng)景,并研究操作過(guò)程同步更新的原理,實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景與真實(shí)場(chǎng)景在操作過(guò)程中保持對(duì)應(yīng)一致的關(guān)系。在虛實(shí)注冊(cè)和同步更新的前提下,實(shí)現(xiàn)矯正操作指引即根據(jù)虛擬場(chǎng)景中的位置與形狀信息在真實(shí)場(chǎng)景中在線指示矯正區(qū)域的位置與形狀。研究快速測(cè)量與定位指示一體化方法,研制出由二維轉(zhuǎn)臺(tái)和激光測(cè)距傳感器組成的硬件設(shè)備,實(shí)現(xiàn)變形在線測(cè)量和定位指示一體化。基于SVD矩陣算法和ICP算法實(shí)現(xiàn)船板測(cè)量點(diǎn)云和船板虛擬點(diǎn)云的點(diǎn)云配準(zhǔn),并基于對(duì)點(diǎn)估計(jì)算法計(jì)算出船板的形狀偏差。將目前口頭經(jīng)驗(yàn)性的火工矯正操作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、參數(shù)化,形成火工矯正工藝。開(kāi)發(fā)基于工藝規(guī)則推理的火工矯正工藝數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)船板變形參數(shù)和用戶設(shè)置的船板結(jié)構(gòu)參數(shù),從火工矯正工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)選擇出合適的火工矯正工藝。本文基于虛擬現(xiàn)實(shí)研究并開(kāi)發(fā)了一套軟硬件系統(tǒng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)變形在線檢測(cè)與矯正工藝指導(dǎo)一體化。以真實(shí)船板的變形檢測(cè)和變形矯正為例,驗(yàn)證了該系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)于船板制造現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)用性。本文提出的在線檢測(cè)與工藝指導(dǎo)一體化方法,不僅可以用于造船工業(yè),還可以用于航空航天、汽車(chē)制造等諸多工業(yè)領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U671;U673.3

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本文編號(hào)：2580620