基于機器視覺的3D激光平面度測量系統(tǒng)的研究與應用
發(fā)布時間:2022-01-17 13:35
為了滿足現(xiàn)代工業(yè)非接觸、高精度以及快速對微型物體進行平面度測量的需求,本文采用3D激光測量方法研制了基于機器視覺的3D激光平面度測量系統(tǒng)。首先研究3D激光輪廓儀的掃描測量原理及平面度測量原理,然后對激光線圖像進行預處理,確保后期測量的準確性,其次對幾何特征進行定位和坐標轉(zhuǎn)換,再進行數(shù)據(jù)處理,獲取物體測量部位的三維測量值。本系統(tǒng)為微型物體幾何尺寸的三維非接觸、高精度、多尺寸測量提供了測量裝置系統(tǒng)和相應的測量手段。最后實物測量實驗驗證文中測量方法的準確性、快速性和有效性,測量精度可達0.1μm。
【文章來源】:儀器儀表學報. 2020,41(01)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
參考點及其圖像位置
如圖1所示,視覺測量系統(tǒng)包括3個主要模塊:基于激光的視覺傳感器模塊,圖像處理模塊和多個軸運動控制模塊。視覺傳感器安裝在多軸線性定位系統(tǒng)的垂直軸,工作臺沿Y方向移動(掃描方向)使視覺傳感器掃描整個工件表面。整個3D輪廓高度信息由圖像處理模塊重建如下。機器視覺系統(tǒng)包括相機、鏡頭、光源、傳感器、圖像采集卡、PC平臺、視覺處理軟件和控制單元。首先工業(yè)相機的光學單元對被測物進行攝像,將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?再經(jīng)過圖像采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,以供PC端的數(shù)字圖像系統(tǒng)進行處理,最后發(fā)出運算結(jié)果給控制單元來控制機器的動作。本研究中,作為一個標準而靈活的現(xiàn)成開發(fā)平臺,Visionpro用于開發(fā)圖像處理模塊,Visual Studio用于開發(fā)多軸運動控制模塊以及用戶界面。采用火線1394適配器捕捉幀,NI 4軸運動控制器PCI- 8026用于控制三者伺服電機。
激光三角法測量原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于錨點的邊緣檢測優(yōu)化算法研究[J]. 李世雄,曹廣忠,李慶,彭業(yè)萍,呂潔印. 電子測量與儀器學報. 2018(11)
[2]基于光纖激光的高精度三維視覺測量技術[J]. 洪梓銘,艾青松,陳昆. 紅外與激光工程. 2018(08)
[3]地下空間三維激光掃描等分辨率方法研究[J]. 余樂文,戰(zhàn)凱,張達. 儀器儀表學報. 2018(01)
[4]非接觸式三維重建測量方法綜述[J]. 丁少聞,張小虎,于起峰,楊夏. 激光與光電子學進展. 2017(07)
[5]非接觸式缸蓋平面度誤差檢測方法與測量系統(tǒng)研究[J]. 單忠德,張飛,聶軍剛,任永新. 機械工程學報. 2016(20)
[6]基于機器視覺的瓶口缺陷檢測方法研究[J]. 周顯恩,王耀南,朱青,吳成中,彭玉. 電子測量與儀器學報. 2016(05)
[7]一種量化的激光位移傳感器傾角誤差補償模型[J]. 孫彬,李兵. 儀器儀表學報. 2015(05)
本文編號:3594820
【文章來源】:儀器儀表學報. 2020,41(01)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
參考點及其圖像位置
如圖1所示,視覺測量系統(tǒng)包括3個主要模塊:基于激光的視覺傳感器模塊,圖像處理模塊和多個軸運動控制模塊。視覺傳感器安裝在多軸線性定位系統(tǒng)的垂直軸,工作臺沿Y方向移動(掃描方向)使視覺傳感器掃描整個工件表面。整個3D輪廓高度信息由圖像處理模塊重建如下。機器視覺系統(tǒng)包括相機、鏡頭、光源、傳感器、圖像采集卡、PC平臺、視覺處理軟件和控制單元。首先工業(yè)相機的光學單元對被測物進行攝像,將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?再經(jīng)過圖像采集卡轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,以供PC端的數(shù)字圖像系統(tǒng)進行處理,最后發(fā)出運算結(jié)果給控制單元來控制機器的動作。本研究中,作為一個標準而靈活的現(xiàn)成開發(fā)平臺,Visionpro用于開發(fā)圖像處理模塊,Visual Studio用于開發(fā)多軸運動控制模塊以及用戶界面。采用火線1394適配器捕捉幀,NI 4軸運動控制器PCI- 8026用于控制三者伺服電機。
激光三角法測量原理
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于錨點的邊緣檢測優(yōu)化算法研究[J]. 李世雄,曹廣忠,李慶,彭業(yè)萍,呂潔印. 電子測量與儀器學報. 2018(11)
[2]基于光纖激光的高精度三維視覺測量技術[J]. 洪梓銘,艾青松,陳昆. 紅外與激光工程. 2018(08)
[3]地下空間三維激光掃描等分辨率方法研究[J]. 余樂文,戰(zhàn)凱,張達. 儀器儀表學報. 2018(01)
[4]非接觸式三維重建測量方法綜述[J]. 丁少聞,張小虎,于起峰,楊夏. 激光與光電子學進展. 2017(07)
[5]非接觸式缸蓋平面度誤差檢測方法與測量系統(tǒng)研究[J]. 單忠德,張飛,聶軍剛,任永新. 機械工程學報. 2016(20)
[6]基于機器視覺的瓶口缺陷檢測方法研究[J]. 周顯恩,王耀南,朱青,吳成中,彭玉. 電子測量與儀器學報. 2016(05)
[7]一種量化的激光位移傳感器傾角誤差補償模型[J]. 孫彬,李兵. 儀器儀表學報. 2015(05)
本文編號:3594820
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