【摘要】：在大尺寸工業(yè)制造業(yè)中,多視覺組網(wǎng)測量技術發(fā)展成為一種三維形貌測量的有效手段。但是在測量過程中,該技術多以測量精度作為主要考慮對象,忽略了測量覆蓋率對測量系統(tǒng)的影響,會導致無法重構測量對象的完整形貌,因此針對三維形貌測量中的高覆蓋率與高精度的要求,本文提出一種兼顧測量覆蓋率與三維不確定度的智能組網(wǎng)規(guī)劃方法,研究了三維形貌測量中的多視覺規(guī)劃問題,并設計了相應的測量網(wǎng)絡規(guī)劃算法。首先,對三維視覺測量原理及方法進行分析與研究,分析了攝像機的線性針孔原理模型和非線性投影的原理模型,針對雙目立體視覺系統(tǒng),研究三大坐標系之間的矩陣轉換關系,建立雙目立體視覺測量系統(tǒng)和多視覺測量網(wǎng)絡的系統(tǒng)模型,為后續(xù)章節(jié)的多視覺測量網(wǎng)絡規(guī)劃提供了理論基礎。然后,結合多視覺測量網(wǎng)絡規(guī)劃的需求,分別給出測量網(wǎng)絡覆蓋率與三維不確定度作為兩個規(guī)劃目標,設計了視覺測量網(wǎng)絡離散化模型,確定并考慮多視覺測量網(wǎng)絡規(guī)劃的決策變量與可見性等約束條件,建立多視覺測量網(wǎng)絡規(guī)劃問題的數(shù)學模型,應用多目標遺傳算法對組網(wǎng)規(guī)劃問題實施求解。設計了遺傳算法中的編碼與種群處理方法、適應度函數(shù)和遺傳算子,結合理論分析,以螺旋槳上端主體結構模型為例實施仿真實驗,得出一組滿足規(guī)劃要求的解,其中測量網(wǎng)絡覆蓋率可以達到99.72%,三維不確定度可以收斂到0.0326mm,通過單視覺多站式測量實驗驗證了該策略的有效性和可行性。最后,將多視覺測量網(wǎng)絡拆分為多組雙目立體視覺測量單元,由雙目視覺測量單元作為測量網(wǎng)絡系統(tǒng)的一個節(jié)點,建立了測量網(wǎng)絡節(jié)點位姿參數(shù)的數(shù)學模型,系統(tǒng)的分析了投影角、光軸與基線夾角、焦距及基線距對系統(tǒng)測量精度的影響分布,從而得出測量網(wǎng)絡節(jié)點位姿參數(shù)的最優(yōu)取值范圍,并通過實驗驗證理論分析的準確性。本文從視覺測量網(wǎng)絡的智能性出發(fā),設計了一種多視覺測量網(wǎng)絡規(guī)劃策略,研究內(nèi)容為多視覺測量組網(wǎng)技術提供了理論與技術支持。
【圖文】：

究背景和意義大型裝備制造已經(jīng)逐步成為工業(yè)重要發(fā)展方向，大科學領域稱為工業(yè)測量。隨著制造業(yè)向自動化方向了高效率、大范圍及高精度的要求，而傳統(tǒng)的測量量機等測量方法均無法滿足新時期的測量要求，在技術得到快速而又蓬勃的發(fā)展，所謂三維視覺測量獲取測量目標物體的圖像信息，并轉換成數(shù)字信號最終獲得測量目標的形狀、位置、姿態(tài)、運功等幾釋和描述的目的[1,2]。機視覺技術的日益發(fā)展，立體視覺測量技術作為其地應用到實際工業(yè)三維測量環(huán)境中[3]。立體視覺測方位上放置視覺傳感器，對待測物體實施不同方位配及三維重建等技術實現(xiàn)測量目標的三維測量，該性等特點，并適用于現(xiàn)階段的工業(yè)裝備測量[4]。隨的提出，，逐步發(fā)展出了移動式視覺測量等方法，如測量技術[5,6]。

圖 1-2 德國 AICON 公司的 DPA-Pro 測量系統(tǒng)PA-Pro measuring system developed by Germany AICON司研制了數(shù)字近景攝影三坐標測量系統(tǒng) V-STA同測量環(huán)境、測量速度與測量精度的要求。該的定焦 INCA3 智能相機作為攝像采集裝置，件、定向棒、基準尺及反光標志點等附件實施以到達 1/20 萬）、測量速度高及智能化程度高onor 公司研發(fā)了一種名稱為“Solo”的三維光學相機、計算機、測量光筆及三腳架等設備組成，可以實現(xiàn) 30m 的精準測量，10mm 范圍內(nèi)的用于汽車生產(chǎn)線上的幾何在線測量，大型裝備究現(xiàn)狀測量系統(tǒng)方面的研究與發(fā)展相對于國外較晚，成果日益增多，使得視覺測量技術進入一個全
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG806

【參考文獻】

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本文編號：2600030