發(fā)布時間：2020-04-07 07:36

【摘要】：面向我國航空工業(yè)的發(fā)展需求,大型航空零件之間的連接裝配由于占整個航空工業(yè)生產工作量的50%以上而成為了航空工業(yè)的重點研究方向。因此針對大型航空零件形面尺寸的數字化測量作為能夠對大型航空零件裝配進行檢測與指導的關鍵技術,成為了航空工業(yè)裝配研究中的重要內容。而在現(xiàn)有的數字化測量方式中,雙目視覺測量方法以其非接觸式、高精度、高效率、高柔性的優(yōu)勢成為了航空工業(yè)裝配現(xiàn)場的主要測量方式之一。本課題組提出了基于輔助激光的大視場復合式雙目視覺測量方法,以實現(xiàn)對大型航空零部件的形面測量,為后續(xù)的數字化裝配進行相應指導。在雙目視覺測量領域中,圖像特征基元匹配是保障該測量方法精度、魯棒性與自動化程度的關鍵,也是該領域的研究重點與難點。本文針對在大型航空零件裝配現(xiàn)場中復合式雙目視覺測量系統(tǒng)所需圖像匹配的環(huán)節(jié)進行分析,對工業(yè)圖像匹配技術開展了深入的研究工作,主要研究內容如下所示:(1)對現(xiàn)有雙目視覺圖像匹配方法與其原理進行整理與深度剖析,針對復合式雙目視覺測量需要進行圖像匹配的輔助激光光條中心點相互匹配環(huán)節(jié)和多站數據拼接中構建中轉坐標系的特征標志點匹配環(huán)節(jié),分別使用了NCC模板匹配、SIFT圖像特征匹配與極線約束匹配,并對這些匹配方法進行了效果評估,從應用結果上論證了傳統(tǒng)的三類匹配方法對復合式雙目視覺測量系統(tǒng)所拍攝的工業(yè)圖像進行直接匹配過程中存在有大量誤匹配、無效匹配、匹配不足的局限性。(2)針對激光光條中心點的相互匹配問題,提出了一種基于非度量畸變校正的匹配參數自適應標定法,在設計了一種用于匹配參數標定的特征點布置方案的基礎上,引入非度量圖像畸變校正方法并提出了霍夫空間最小區(qū)域圓共線點識別匹配方法,完成對于初始匹配點集的高精度提取與其100%高準確度一一對應匹配,通過改良的分區(qū)域魯棒性RANSAC匹配參數計算方法可以完成對于極限約束匹配所需的匹配參數矩陣高精度獲取,相對于傳統(tǒng)匹配參數計算方法精度提高了51%以上。(3)針對多站數據拼接所需的工業(yè)圖像特征標志點匹配問題,提出了一種基于雙目圖像,通過構造第三視角新圖像以形成雙極線交點約束的工業(yè)圖像特征標志點匹配方法,基于Bouguet極線校正原理,對右圖像中的特征點坐標進行基于內參數的局部視角變換,以構成第三視角新圖像,從而形成雙極線交點約束,然后通過雙極線交點縮小對應匹配點的搜索范圍以完成特征標志點的匹配,最終匹配準確度達到95%以上。(4)在上述研究基礎上,分別對實驗室平面標準樣件和大型航空零件測量現(xiàn)場進行了匹配精度驗證實驗。結果表明:實驗室環(huán)境下使用第(2)點匹配技術平面重建精度RMSE達到0.1693mm,現(xiàn)場環(huán)境下以球狀視覺靶標表征的特征標志點使用第(3)點進行匹配的準確度達到了100%,并且最終大型航空零件多站數據拼接效果良好,滿足航空現(xiàn)場測量的精度要求。
【圖文】：

大連理工大學碩士學位論文及意義研制專項已成為我國國家中長期科學和技術發(fā)展的重大規(guī)力直接代表了國家航空工業(yè)水平，也是彰顯國家工業(yè)、科力發(fā)展大型飛機的生產制造能夠有效地對國家工業(yè)制造水國民經濟的提升、國家安全的保障、綜合國力和競爭力的通常意義上是指具有大于 100 噸起飛總重量的軍民用運輸機。其機體應該具有大尺寸、高可靠性、長滿載航程（50間達 90000h）等顯著特點[1,2]。

大型航空零件復合式視覺測量匹配方法研究中，航空零件的裝配問題主要有：1）待裝配配3）裝配發(fā)生干涉；4）裝配間隙過大；5）強形。不解決這些實際裝配問題，航空零件裝配目前，國內各大主機廠面向實際裝配問題的主補償的傳統(tǒng)工藝進行裝配協(xié)調準確度控制；2量的檢測[8-10]。這些傳統(tǒng)方法對裝配質量的檢代大型飛機生產制造進程與節(jié)奏。因此，現(xiàn)代等迫切需求僅僅利用傳統(tǒng)裝配工藝與其檢測技
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：V261;TP391.41

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