基于視覺與觸覺集成傳感的多坐標組合測量系統的研究.pdf

1、隨著航空航天、造船、汽車和模具制造等現代工業(yè)的飛速發(fā)展,對產品性能、外形等方面的要求越來越高?？焖俚貜膹碗s形狀的工件中獲得高精度的坐標數據具有廣泛的應用,如檢測過程中的工件定位和自動化標定,敏捷制造,以及逆向工程中的快速產品設計。這也對測量系統的精度、速度和自動化水平提出了更高的要求。使用單一傳感器和傳統的正交坐標系的測量系統在測量范圍、測量精度和工作效率等方面總是存在著這樣或那樣的不足。近年來,多傳感器集成和多坐標組合的測量系統逐漸成

2、為國內外研究的熱點并取得了一定的進展,但仍存在許多不足,特別是在多傳感器標定、多坐標系統一和信息的智能化集成等方面。
　　 本文對一種基于視覺與觸覺集成傳感的多坐標組合測量系統進行了研究,主要研究工作包括:
　　 1.針對光源、物體表面散射特性等影響輪廓成像質量的關鍵因素,提出了使用遠心鏡頭和平行光源的基于平行投影的圖像采集系統。實驗結果顯示該圖像采集系統能夠有效提高輪廓圖像的成像質量,因而有利于輪廓測量。
　　

3、 2.針對θFXZ結構形式的多坐標系統建立了其準剛體運動模型,提出了基于激光干涉儀的直線運動部件各單項幾何誤差的檢定方法,并據此模型對系統的幾何誤差作補償。提出了通過瞄準標記點的分度臺綜合性能的評定方法,實現了系統坐標系的統一。
　　 3.分別建立了攝像機和觸發(fā)式測頭的數學理論模型,提出了快速高精度的攝像機主動視覺標定方法,基于預行程誤差理論模型的觸發(fā)式測頭標定方法,和兩種測頭的聯合標定方法。通過各自模型的參數辨識最終解決了多傳

4、感器集成的配準問題。
　　 4.研究了測量圖像處理中的多圖像平均的圖像濾波方法,基于MS的模糊指數最大原則的灰度閾值分割算法,基于數學形態(tài)學的邊緣檢測算子,并通過二次曲線擬合實現了測量圖像的快速亞像素定位,定位精度為0.1pixel。
　　 5.對視覺與觸覺傳感信息集成進行了研究。分析了傳感器的選擇方法。根據邊界曲線法矢的變化規(guī)律,通過特征映射完成了曲線基元的自動分割。給出了具有約束條件的最小二乘原理的基元參數估計方法。