基于一種立體靶標(biāo)的三維尺寸測(cè)量方法研究
本文關(guān)鍵詞:基于一種立體靶標(biāo)的三維尺寸測(cè)量方法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:在機(jī)械制造、電子、汽車和航天航空等工業(yè)領(lǐng)域中,通常采用高精度的三維測(cè)量設(shè)備對(duì)工件表面輪廓、幾何尺寸進(jìn)行檢測(cè)。但是,在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的在線測(cè)量過程中,現(xiàn)有三維測(cè)量系統(tǒng)存在著測(cè)量功能不足、效率不高及難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量等問題。因此,本文結(jié)合各類測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn),研究了一種基于立體靶標(biāo)的三維尺寸測(cè)量方法,用于解決機(jī)械零件復(fù)雜曲面的三維尺寸測(cè)量及配合機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量的問題,具有重要的理論研究意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文的研究內(nèi)容如下:(1)研究了一種基于立體靶標(biāo)的視覺測(cè)量原理和方法,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的雙目視覺測(cè)量系統(tǒng),并建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。闡述了系統(tǒng)中各個(gè)坐標(biāo)系及其數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換關(guān)系,為空間被測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)測(cè)量提供了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。(2)分析了現(xiàn)有平面式光筆的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種具有四個(gè)測(cè)量面的立體靶標(biāo),每個(gè)測(cè)量面上粘貼有四個(gè)標(biāo)志貼,每個(gè)標(biāo)志貼上有一個(gè)標(biāo)志點(diǎn)。針對(duì)標(biāo)志點(diǎn)提出了一種編碼規(guī)則,根據(jù)這種規(guī)則設(shè)計(jì)了一種編碼標(biāo)志點(diǎn)。測(cè)量探針設(shè)計(jì)在立體靶標(biāo)下底面端口,制作了立體靶標(biāo)樣品。(3)利用雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)完成了相關(guān)實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)了測(cè)頭三維坐標(biāo)的求解算法。用雙目相機(jī)獲取立體靶標(biāo)圖像,從圖像中分割出立體靶標(biāo)測(cè)量面,提取出編碼標(biāo)志點(diǎn)中心的圖像坐標(biāo)和編碼標(biāo)志點(diǎn)的編碼值,完成雙目圖像中同一標(biāo)志點(diǎn)的匹配,解算出各編碼標(biāo)志點(diǎn)中心的三維坐標(biāo),獲取對(duì)應(yīng)姿態(tài)下測(cè)頭的三維坐標(biāo)。(4)采用位移法對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在測(cè)量距離1150mm范圍內(nèi),基于立體靶標(biāo)的雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度達(dá)到±0.21mm,這種基于立體靶標(biāo)的視覺測(cè)量系統(tǒng)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的在線式測(cè)量提供了一種新方法。
【關(guān)鍵詞】:立體靶標(biāo) 雙目視覺 圖像處理 編碼標(biāo)志點(diǎn) 三維測(cè)量
【學(xué)位授予單位】:湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TP391.41
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第1章 緒論9-18
- 1.1 課題來源9
- 1.2 課題研究目的及意義9-10
- 1.3 三坐標(biāo)測(cè)量的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-16
- 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-18
- 第2章 立體靶標(biāo)視覺測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-26
- 2.1 立體靶標(biāo)視覺測(cè)量系統(tǒng)組成及原理18-19
- 2.2 立體靶標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-21
- 2.3 立體靶標(biāo)標(biāo)志點(diǎn)設(shè)計(jì)21-24
- 2.3.1 標(biāo)志點(diǎn)類型的確定21-22
- 2.3.2 標(biāo)志點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-24
- 2.4 基于立體靶標(biāo)的測(cè)量流程24-25
- 2.5 本章小結(jié)25-26
- 第3章 立體靶標(biāo)視覺測(cè)量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型26-32
- 3.1 測(cè)量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型26-28
- 3.2 雙目立體視覺測(cè)量模型28-30
- 3.3 本章小結(jié)30-32
- 第4章 基于圖像的立體靶標(biāo)測(cè)量信息提取32-47
- 4.1 立體靶標(biāo)圖像中確定計(jì)算測(cè)量面方法32-36
- 4.2 編碼標(biāo)志點(diǎn)中心坐標(biāo)的提取算法36-40
- 4.3 編碼標(biāo)志點(diǎn)的解碼方法40-43
- 4.4 雙目圖像中編碼標(biāo)志點(diǎn)的匹配方法43
- 4.5 編碼標(biāo)志點(diǎn)的定位實(shí)驗(yàn)分析43-45
- 4.6 本章小結(jié)45-47
- 第5章 立體靶標(biāo)視覺測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)及分析47-59
- 5.1 立體靶標(biāo)視覺測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理47-49
- 5.2 立體靶標(biāo)視覺測(cè)量系統(tǒng)中雙目相機(jī)的標(biāo)定49-51
- 5.3 測(cè)量探針測(cè)頭定位方法51-54
- 5.4 立體靶標(biāo)視覺測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果及分析54-58
- 5.5 本章小結(jié)58-59
- 第6章 總結(jié)和展望59-61
- 6.1 總結(jié)59-60
- 6.2 展望60-61
- 參考文獻(xiàn)61-64
- 致謝64-65
- 附錄65
【相似文獻(xiàn)】
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1 艾丹;楊p,
本文編號(hào):368602
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