大尺寸板材是生產(chǎn)建設(shè)中不可或缺的工業(yè)原材料之一,廣泛應(yīng)用于飛機、船舶及大型機械設(shè)備等重大裝備的制造和裝配中,板材的精確測量是保證裝備制造準(zhǔn)確性的關(guān)鍵一步。隨著機器視覺技術(shù)的飛速發(fā)展,基于視覺的測量系統(tǒng)以其非接觸、高精度、速度快等優(yōu)點,逐漸成為工業(yè)領(lǐng)域中一種重要的測量手段。本文針對大尺寸板材的余料管理、下料套料等,提出了一種基于機器視覺技術(shù)的板材平面尺寸測量方法。首先,本文設(shè)計了一套由三維機械臂和線掃描相機組成的測量系統(tǒng),機械臂可在前后、左右、上下三個空間維度上運動,通過運動控制采集測量區(qū)域內(nèi)完整清晰的大尺寸板材圖像。其次,提出了一種面向線掃描相機的標(biāo)定方法,通過對線掃相機成像原理的分析,在相機運動方向上選取特定視場作為標(biāo)定區(qū)域,獲取一定數(shù)量的標(biāo)定板圖像,根據(jù)圖像上的特征點構(gòu)造似然函數(shù),結(jié)合Levenberg-Marquardt算法迭代求取最優(yōu)解,計算出線掃相機的內(nèi)外參數(shù),并研究了相機掃描速度變化、標(biāo)定板圖像幅數(shù)變化對相機標(biāo)定的影響。然后,分析了不同邊緣檢測算法及亞像素邊緣計算模型,采用Canny邊緣檢測和灰度矩算法定位圖像的亞像素邊緣;利用多邊形擬合算法經(jīng)多次迭代,將板材邊緣分割為一定... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１常見的板材加工件??

它是工業(yè)中不可或缺的重要生產(chǎn)原料［１］。板材按材質(zhì)可分為鋼板、合??金板、銅板、不銹鋼板等多種類型，不同類型的板材經(jīng)切割加工后可用于生產(chǎn)各??種不同種類的工業(yè)品，圖１－１展示了三種工業(yè)中常見的板材加工件。??？??丨ｉｍ??（ａ）鋼板切割件?（ｂ）金屬零件?（ｃ）黃銅加工件??圖１－１常見的板材加工件??隨著制造業(yè)工藝水平的逐漸提高，大尺寸板材的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，其形狀??也越來越復(fù)雜。無論在日常生活中還是醫(yī)療、軍事等尖端科技中，大尺寸板材的??使用越來越廣泛，加工精度要求也越來越高。因此，如何簡單高效的對大尺寸板??材的進行精確測量，是目前工業(yè)生產(chǎn)中急需解決的問題。??在測量領(lǐng)域中，按照是否需要與被測物表面直接接觸，大尺寸板材的測量方??法可分為接觸測量、非接觸測量兩大類［２］。接觸測量是指傳統(tǒng)的使用量具直接接??觸板材表面，通過刻度得出某段直線或弧線的長度，常用的傳統(tǒng)測量方法如圖１－??２所示。傳統(tǒng)測量方法很難對大尺寸板材的內(nèi)輪廓進行精確高效的測量：如通過??卷尺、鋼尺、卡尺等工具人工測量，不僅效率低下、準(zhǔn)確度差，而且對于復(fù)雜的??不規(guī)則形狀無法測量；關(guān)節(jié)臂、三坐標(biāo)測量機等點測量工具雖然精度高

２．１．１系統(tǒng)組成??本章設(shè)計了?一套三維機械臂結(jié)構(gòu)用于對大尺寸板材進行測量，包括底座支架、??機械臂、驅(qū)動裝置、采集裝置，圖２－１為結(jié)構(gòu)示意圖，圖２－２為實物圖。底座為??帶有８個福馬輪的長方體支架，用于支撐、方便移動。支架兩側(cè)附有滑軌，可供??機械臂１滑動（第一維度），機械臂１底端附有支架，用于固定線陣光源，且機械??臂１本身作為滑軌，可供其上安裝的縱向機械臂２滑動（第二維度），機械臂２也??作為滑軌，供機械臂３滑動（第三維度），機械臂３上安裝有連接架，可上下移動，??線掃相機則固定在連接架上，根據(jù)視場的大小調(diào)整高度。同時配合光電傳感器的??控制，實現(xiàn)機電一體化，達(dá)到設(shè)備掃描采圖運行的平穩(wěn)、可靠、安全和高效。??連接架??線陣光源機械臂１機械臂２?＾?線掃相機??福馬輪?底座??圖２－１三維機械臂示意圖??９??

【參考文獻】：
期刊論文
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[1]基于幾何基元的點模型處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉光帥.西南交通大學(xué) 2012
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碩士論文
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本文編號：3144532