基于雙目視覺(jué)的智能三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)零件位姿識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是現(xiàn)代制造業(yè)中的精密測(cè)量設(shè)備之一，其檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化將會(huì)給三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)帶來(lái)廣闊的運(yùn)用空間，使其能夠更好的適應(yīng)制造業(yè)快速發(fā)展的需求，因此實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的智能化和自動(dòng)化是新一代三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主要發(fā)展趨向。零件位姿自動(dòng)識(shí)別功能是智能三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)的前提。通過(guò)利用視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)被測(cè)零件進(jìn)行成像從而確定零件的放置方式、位置和姿態(tài)，是實(shí)現(xiàn)零件位姿自動(dòng)識(shí)別最為重要的方法之一。
　　 本論文

2、是國(guó)家科學(xué)自然項(xiàng)目（復(fù)雜零件的測(cè)量信息生成與獲取機(jī)制及其智能三坐標(biāo)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究，項(xiàng)目編號(hào):51075119）的子課題，主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 1)利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能高精度平移的特性建立了單攝像機(jī)立體視覺(jué)系統(tǒng)。明確識(shí)別系統(tǒng)的主要任務(wù)以及選用此系統(tǒng)模型進(jìn)行零件位姿識(shí)別的原理及優(yōu)點(diǎn)。
　　 2)攝像機(jī)標(biāo)定。攝像機(jī)標(biāo)定是視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。研究了單攝像機(jī)立體視覺(jué)標(biāo)定方法，此標(biāo)定過(guò)程只需對(duì)攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)

3、標(biāo)定一次，簡(jiǎn)化了標(biāo)定過(guò)程，降低了標(biāo)定工作量。
　　 3)圖像處理。對(duì)攝像機(jī)采集到的圖像進(jìn)行濾波，二值化，邊緣檢測(cè)等操作，最終提取零件完整邊緣輪廓。
　　 4)基于組合不變矩的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)零件模式識(shí)別。采用組合不變矩特征，包括HU矩、仿射不變矩、歸一化轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并用主成分分析法進(jìn)行特征選擇，用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)零件放置方式進(jìn)行識(shí)別。
　　 5)立體匹配。提出了一種基于邊緣圖像質(zhì)心平移的立體匹配方法，在進(jìn)行立體匹配時(shí)，先

4、提取零件圖像的邊緣質(zhì)心坐標(biāo)，然后利用兩幅邊緣圖像質(zhì)心的偏移距離作為約束條件尋找對(duì)應(yīng)的特征匹配點(diǎn)，完成平行雙目視覺(jué)立體匹配。
　　 6)零件位姿識(shí)別。利用立體視覺(jué)三維重建獲得的信息與零件CAD模型中的信息，通過(guò)求解兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)了零件在CMM中放置位置和方向的自動(dòng)識(shí)別功能。
　　 論文在零件位姿識(shí)別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，攝像機(jī)標(biāo)定、圖像處理、零件模式識(shí)別、立體匹配和零件位姿計(jì)算方面進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，提出了一些