多軸掃描系統(tǒng)軟件設計.pdf

1、多軸掃描系統(tǒng)是以線結(jié)構(gòu)光傳感器為基礎，并綜合機械、電氣、系統(tǒng)建模、信息處理以及軟件開發(fā)等技術，以實現(xiàn)對中小型復雜零部件自動掃描、測量和評估的仿真研究平臺。本文重點介紹該系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)節(jié)，并且對相關的數(shù)據(jù)處理技術、激光掃描技術、控制技術及三維顯示技術等關鍵技術進行了討論。
　　本實驗平臺三維運動本體采用三維正交式機械結(jié)構(gòu)，并在三維運動終端設計了兩個正交方向的旋轉(zhuǎn)臂。線結(jié)構(gòu)光傳感器被固定在旋轉(zhuǎn)臂的運動終端上，隨系統(tǒng)做三維平移運動和終

2、端旋轉(zhuǎn)運動。這樣設計的好處是提高運動本體的柔性和減小掃描盲區(qū)，并且能夠更加有效地仿真常規(guī)掃描系統(tǒng)。系統(tǒng)建模采用機器人D-H建模方法，通過標定線結(jié)構(gòu)光測頭與機械本體終端的手眼關系，進一步建立系統(tǒng)的檢測模型。
　　實驗平臺的軟件系統(tǒng)開發(fā)是本論文的研究重點，主要包括:運動控制模塊、數(shù)據(jù)采集、處理及管理模塊、算法庫模塊、圖像處理模塊以及三維顯示模塊。該系統(tǒng)基于MFC(Microsoft Foundation Class)開發(fā)平臺構(gòu)建軟件框

3、架，采用面向?qū)ο蟮脑O計方法對軟件關鍵模塊進行了設計。運動控制模塊主要通過串口實現(xiàn)上下位機的通信，以實現(xiàn)手動、自動以及程序控制等各種運動控制功能。數(shù)據(jù)采集、處理及管理模塊實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的采集、提取，數(shù)據(jù)模型算法轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)的文件管理等功能。算法庫模塊主要實現(xiàn)各種標定算法以及模型轉(zhuǎn)換算法。圖像處理模塊主要針對線結(jié)構(gòu)光圖像采用OpenCV算法庫進行處理，以實現(xiàn)激光條紋中心提取。三維顯示模塊采用OpenGL函數(shù)庫實現(xiàn)點云數(shù)據(jù)的顯示和操作。