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《天津科技大学》 2003年
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基于机器视觉测量技术的求逆系统研究与实现

张伟忠  
【摘要】: 逆向工程是针对消化、吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合,利用逆向工程技术可充分吸收国外先进的设计制造成果,使我国的产品设计立于更高的起点。因此,研究逆向工程关键技术并开发具有自主知识产权的求逆系统具有重要现实意义。 本文将机器视觉测量技术应用于逆向工程,对基于机器视觉测量技术的求逆系统进行了研究,并开发出可用于物体型面反求的求逆系统。 本文研究的主要内容如下: 1.运用旋转式结构光方法设计了一套物体复杂型面的三维数据采集系统。系统的硬件结构为便携式箱体,可实现异地测量;对采集数据的数字图象处理技术中的关键问题做了研究;引入可视化技术的概念,设计了采集数据可视化模块,实现对采集数据的快速检验。 2.实现对数据采集系统中检测装置的准确标定。对虚拟多网格标定和旋转轴线标定进行了深入探讨;提出线性回归的策略,提高了轴线求解的稳定性。标定结果表明,采集数据能够满足再设计加工的要求。 3.初步实现了CAT系统与CAD/CAM系统的集成。对采集数据与CAD/CAM软件的接口进行了研究并实现了采集数据的CAD建模。 4.为实现异地测量,在求逆系统中加入了网络数据传输功能。通过串行通讯、Winsock编程、FTP文件传输等方法有效地实现了CAT系统和CAD/CAM系统间的远程数据传输。 5.运用设计的求逆系统初步实现了对翻领成型器工作曲面的求逆。实验结果表明,设计的求逆系统对复杂型面的反求可取得良好效果。 本文组织如下:第一章介绍了研究逆向工程的现实意义和国内外逆向工程关键技术的研究现状及本文的预期目标、研究路线和主要工作。第二章求逆系统的总体设计,介绍了硬件和软件的组成及功能。第三章CAT系统的设计,包括硬件的实现和数据采集流程以及可视化技术的应用。第四章CAT系统的标定,分为光象平面标定和旋转轴线标定。第五章实现CAT与CAD/CAM的集成,重点研究了点云数据与CAXA、UG、Pro/E的图形文件的格式转换和CAD建模。第六章实现CAT与CAD/CAM的网络数据传输,为异地测量提供基础。第七章介绍求逆系统软件系统的总体设计。第八章介绍了求逆系统应用实例。第九章总结全文的主要内容和创新点以及今后的工作要点。
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