本文關(guān)鍵詞：基于單目視覺的大型工件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

網(wǎng)友zhaochengjin1965近日為您收集整理了關(guān)于基于單目視覺的大型工件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)研究的文檔，希望對(duì)您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹：中圖分類號(hào):TP391論文編號(hào):102870515-S210學(xué)科分類號(hào):082503碩士學(xué)位論文基于單目視覺的大型工件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)研究研究生姓名富帥學(xué)科、專業(yè)航空宇航制造工程研究方向三維機(jī)器視覺檢測(cè)指導(dǎo)教師劉勝蘭副教授南京航空航天大學(xué)研究生院機(jī)電學(xué)院二О一五年三月Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsThe Graduate SchoolCollege of Mechanical and Electrical EngineeringResearch on Monocular-Vision-Based Onsite Measurement ofLarge WorkpieceA Thesis inAerospace Manufacture EngineeringbyFuShuaiAdvised byAssociate Prof. LiuShenglanSubmitted in Partial Fulfillmentof the Requirementsfor the Degree ofMaster of EngineeringMarch, 2015本文工作得到下列項(xiàng)目的支持國防技術(shù)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目(J152011C001)承諾書本人聲明所呈交的碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名:日期:南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文i摘要在航空、航天、船舶、汽車等現(xiàn)代數(shù)字化制造領(lǐng)域,對(duì)大型工件幾何尺寸、表面形狀的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作越來越多,精度要求越來越高。然而,以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為代表的傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備及技術(shù),已經(jīng)難以滿足當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)日益提高的檢測(cè)需求。近年來,基于視覺的光筆式坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),因其具有體積小、重量輕、測(cè)量空間大、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn),已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)并具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)基于單目視覺的大型工件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)中涉及的若干關(guān)鍵技術(shù)及理論進(jìn)行了深入研究,主要研究內(nèi)容和成果包括:1、在對(duì)LED點(diǎn)光源亮度控制方式進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了靶點(diǎn)亮度自適應(yīng)控制系統(tǒng),以保證大跨度測(cè)量范圍內(nèi)光筆在不同位置處其靶點(diǎn)成像的一致性和穩(wěn)定性。該系統(tǒng)采用以多級(jí)電壓切換單元確定LED的驅(qū)動(dòng)電流,并配合PWM方波信號(hào)確定LED點(diǎn)亮頻率的控制方式,解決了遠(yuǎn)距離靶點(diǎn)亮度強(qiáng)度不足和近距離靶點(diǎn)亮度調(diào)節(jié)分辨率不夠的問題。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)靶點(diǎn)亮度的獨(dú)立控制,提出以“一主多從”的方式產(chǎn)生多路完全獨(dú)立可調(diào)的PWM控制信號(hào),彌補(bǔ)了現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)芯片不能完全獨(dú)立控制LED亮度的不足。靶點(diǎn)亮度控制系統(tǒng)通過建立與計(jì)算機(jī)之間的交互式通信,形成反饋機(jī)制從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)靶點(diǎn)亮度的自適應(yīng)控制。2、通過深入研究光學(xué)成像系統(tǒng)的工作原理及靶點(diǎn)光斑成像規(guī)律,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)離焦模糊成像系統(tǒng)。本文以理論分析結(jié)果為依據(jù),結(jié)合大量驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)合理配置了離焦成像系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。通過在攝像機(jī)鏡頭中安裝固定尺寸的圓形光闌,解決了靶點(diǎn)成像光斑帶有星芒的問題。該離焦成像技術(shù)恰當(dāng)利用幾何光學(xué)中的圓孔衍射,有效增大了遠(yuǎn)距離靶點(diǎn)成像光斑的尺寸,降低了靶點(diǎn)光斑灰度梯度,為實(shí)現(xiàn)高精度的光斑質(zhì)心定位奠定了良好基礎(chǔ)。以主動(dòng)離焦模糊技術(shù)和靶點(diǎn)亮度自適應(yīng)控制技術(shù)相結(jié)合的靶點(diǎn)光斑圖像生成技術(shù),保證了在2~10m測(cè)量范圍內(nèi)均能獲得高質(zhì)量的靶點(diǎn)光斑圖像。3、針對(duì)基于單目視覺測(cè)量系統(tǒng)中的光筆標(biāo)定問題,提出一種基于一維標(biāo)定尺的光筆現(xiàn)場(chǎng)快速標(biāo)定方法。該方法僅需要單目視覺測(cè)量系統(tǒng)本身的攝像機(jī)、多個(gè)與光筆上的靶點(diǎn)具有相同視覺特征的輔助靶點(diǎn)、一個(gè)具有2個(gè)以上間距已知的圓錐孔的一維標(biāo)定尺,即可精確標(biāo)定光筆上靶點(diǎn)和光筆測(cè)頭在光筆坐標(biāo)系下的三維空間坐標(biāo)。通過自由布置的輔助靶點(diǎn)與光筆上的靶點(diǎn)同時(shí)參與多視圖幾何問題的解算,來提高多視圖幾何求解的精度和穩(wěn)定性。利用已知間距的多個(gè)圓錐孔,巧妙解決了單目視覺測(cè)量系統(tǒng)所面臨的測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)絕對(duì)幾何量值傳遞困難的問題。整個(gè)方法只需要用測(cè)量系統(tǒng)本身的攝像機(jī)拍攝多幅圖像即可完成,十分簡便易行,適合現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。4、在基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,搭建了基于單目視覺的大型工件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)FreeProbe。根據(jù)FreeProbe測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求,設(shè)計(jì)了各硬件設(shè)備并開發(fā)了配套的三維基于單目視覺的大型工件現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)研究ii檢測(cè)軟件,實(shí)現(xiàn)了包括光筆標(biāo)定、攝像機(jī)標(biāo)定以及光筆測(cè)量等系統(tǒng)功能。利用自主研制的原型系統(tǒng)進(jìn)行了大量測(cè)量實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了FreeProbe系統(tǒng)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性,同時(shí)證明了本文提出的若干關(guān)鍵技術(shù)及方法的實(shí)用性和有效性。關(guān)鍵詞:視覺測(cè)量,大型工件,光筆,自適應(yīng)控制,光筆標(biāo)定

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