数字相机大型复杂工件快速检测关键技术研究

为了解决大型复杂工件快速检测难题,本文对数字相机摄影测量关键技术进行了研究,实现了一套适合于大型复杂工件的现场快速测量系统。使用编码标志点实现相机姿态定位,将相机自标定技术应用于光束平差,整体的优化测量结果。通过多个相机位置外极关系解决非编码标志点的匹配与重建问题,修正了标志点厚度带来的测量误差。实验结果表明,该系统20分钟内可以完成3米×3米×0.5米的大型工件测量,与代表国际先进测试水平的系统的测试结果偏差小于0.01mm。     

三维数据拼接中编码标志点的设计与检测

提出了一种编码标志点的设计与检测方法,以满足三维扫描测量中对大面积物体进行全场检测的编码标志点拼接法的要求。编码标志点由编码点和标志点组成,其中标志点提供位置信息,编码信息被编译储存在编码点的排布中。研究了编码点的数量和编码标志点方案总数的对应关系以及标志点的编码方法。对编码标志点的检测以及偏心误差进行了分析。实验证明,该编码标志点方案简洁、严密,容易识别,达到了设计要求。     

一种基于标记点的近景摄影测量系统

给出了一种基于标记点的鲁棒三维重建摄影测量系统;采用编码点和非编码点等标记点方式.为了减少不同图像间误匹配的概率,采用一种新的基于编码点的匹配方法,不同图像间非编码点的匹配从编码点开始,并通过相似性准则、模糊度准则和距离误差准则来剔除误匹配,可获得非常高的正确匹配率.采用一种新的基于标记点的加权迭代特征算法,用编码点恢复相机的投影矩阵,从而可以确定相机的外部姿态参数;用非编码点恢复3D坐标.与已有的加权迭代特征算法比较,该算法避免了所有点参与计算相机的投影矩阵,运算速度更快.由于采用标记点的亚像素定位方法,提高了3D重建精度.实验结果表明,在3D重建方面,该系统是强壮和精确的.     

逆向校核软件的板料成形回弹检测研究

针对板料成形回弹的研究分析过度依据经验,缺乏系统科学的检测方法。以BC-48冰箱门外壳为研究对象,采用摄影测量和面扫描相结合的测量方法获取了制件的点云数据,提出了利用逆向校核软件GeomagicQualify的3D比对功能,通过选取制件上的关键点获得其三维空间的回弹值。研究结果表明:对于制件大表面和两折弯面,空间回弹数值的影响主要来自z方向,x方向回弹数值为0,y方向影响较小。特别是大表面,空间回弹数值的大小和方向与z方向大小和方向完全保持一致,而对于两折弯面,空间回弹值大小和z方向大小幅度一致,方向相反。     

基于粒子群算法的工件三维膨胀变形下转站参数优化

大型航空产品工件受温度变化而膨胀变形等影响,这会对产品的精确数字化测量以及部件对接的精度产生重要影响。该文提出一种工件三维膨胀变形的激光跟踪仪转站参数优化方法,根据工件的三维数模,通过ANSYS有限元热分析计算工件初步热膨胀变形的中心点;建立考虑工件三维热膨胀变形的转站目标优化函数,对种群个体进行随机初始化赋值,并计算个体的适应值;采用粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)对种群个体进行迭代优化,直到计算得到最优的跟踪仪转站参数。该方法充分考虑了大型工件受温度变化引起的工件三维热变形因素,提高了跟踪仪转站测量的精度。     

测量工件三维曲面的工业视觉测量系统

基于近场摄影测量技术提出一种测量工件三维面形的工业视觉系统．介绍了系统测量原理、系统构成和定标、工件三维面形测量实验及实验结果,详细讨论了影响测量精度的各种因素．这种方法尤其适合于大尺寸工件复杂面形的检测     

快速成型中的三维数据准备

快速成型中的三维数据包括物体的三维CAD模型、通过三维数字化测量仪器测得的物体表面的三维数据点云、STL文件及三维模型的切片. 通过概念设计和反求工程中的三维扫描可以建立物体的三维CAD模型, 并着重讨论了工件表面点三维数据的获取方法及数据点云的处理, STL文件的格式、精度、分割与拼接.     

测量工件三维曲面的工业视觉测量系统

基于近场摄影测量技术提出一种测量工件三维面形的工业视觉系统。介绍了系统测量原理,系统构成和定标,工件三维面形测量实验及实验结果,详细讨论了影响测量精度的各种因素,这种方法尤其合适于大尺寸工件复杂面形的检测。     

基于双目便携式三维扫描技术 的小工件测量

在小工件测量上,传统的接触式测量方法测量速度慢、效率低,而非接触式测量方法中双目视觉测量法和线结构光法都存在一定的缺陷。采用双目视觉测量与线结构光法相结合的方法,对小工件进行了测量。利用两个CCD摄像头和一个激光发射器构成了一个双目视觉测量系统和两个完全对称的线结构光测量系统,通过双目视觉测量系统测量标志点空间坐标;并基于标志点位置的不变性匹配系统不同位姿,用线结构光法获得激光线上的点在当前世界坐标系下的三维坐标;并匹配到基准坐标系中,从而得到工件表面点在基准坐标系下的三维坐标,达到测量目的。试验结果表明,该方法弥补了双目视觉测量法对物体曲面测量效果不理想和线结构光法单次测量数据少,空间定位不便的缺点,具有操作简便,测量适用性强的特点,误差在1 mm以下。     

摄影测量中标记点编码与解码的方法研究

近景摄影测量中,可以在待测物体表面分布一些易于识别的标记点,以提高特征识别的准确性和精度,保证多幅图像间特征点对应匹配的可靠性。文中采用圆形目标及编码元素作为标记点。该算法利用编码元的不同形状与灰度特征,提出一种改进的编码元身份编码方法;最后采用质心法进行标记点的精确定位,达到亚像素精度,从而实现了近景摄影测量中编码点的匹配。验证结果表明可以实现标记点的准确识别和精确定位,实用性好。