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《大连海事大学》 2010年
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基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究

王文标  
【摘要】:对缺损金属零件实施再制造是将修复材料附着于缺损部位,恢复零件的几何尺寸和表面性能。由于损伤零件具有多样性,个性化的特点,不能通过固定程序来完成修复。当前主要依靠人工示教和手动修复。将先进的测量技术应用于再制造工程,提高修复过程的自动化和智能化水平是再制造工程的发展方向之一。本文重点研究视觉测量技术在再制造工程中的应用问题,并结合机器人与弧焊技术建立基于结构光视觉的快速再制造成形系统。主要研究内容包括: 1.建立基于结构光视觉的测量机器人数学模型,和由测量机器人与弧焊机器人组成的快速再制造成形系统的数学模型。 2.研究快速再制造成形系统的现场标定问题,包括结构光传感器标定,手眼标定,工具坐标系标定,测量坐标系与修复坐标系标定;设计传感器标定和手眼关系标定的方案,提出基于圆形标靶的工具坐标系、测量坐标系与修复坐标系关系同时标定的实用方法。 3.提出针对缺损工件点云数据与CAD模型配准的方法,首先通过主成份分析完成初始配准,然后用最近点迭代算法进行精确配准,最后通过配准误差提取缺损区域点云数据;提出采用线段集描述零件的缺损区域,通过平面切分和计算凸包生成修复路径的方法。 4.研究激光条纹中心提取算法,设计了基于DSP的结构光专用图像处理器进行条纹中心的实时高精度提取,提高系统测量速度。 5.建立基于结构光视觉和弧焊机器人的快速再制造成形系统;对典型的缺损零件进行再制造加工实验,验证系统的可行性。 最后,总结全文的工作,对视觉测量技术在再制造工程的应用进行展望。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH16

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 汪洋;基于视觉测量的铁路列车钩舌检测流水线关键技术研究[D];大连海事大学;2011年
2 李鹏;加工中心在机复合式检测系统的关键技术研究[D];大连海事大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺俊吉,张广军;结构光三维视觉检测中光条图像处理方法研究[J];北京航空航天大学学报;2003年07期
2 徐滨士;刘世参;史佩京;;再制造工程的发展及推进产业化中的前沿问题[J];中国表面工程;2008年01期
3 林娜;马孜;胡英;赵骥;;基于机器人系统的线结构光视觉传感器标定新方法[J];传感器与微系统;2007年09期
4 翟晋;周富强;张广军;;基于卡尔曼滤波的摄像机标定方法[J];光电工程;2007年09期
5 魏振忠;高明;张广军;刘震;;一种光斑图像中心的亚像素提取方法[J];光电工程;2009年04期
6 魏振忠;曹黎俊;张广军;;结构光光条中心亚像素快速提取方法[J];光电子.激光;2009年12期
7 徐滨士,刘世参,史佩京;推进再制造工程管理,促进循环经济发展[J];管理学报;2004年01期
8 江洁;邓珏琼;张广军;周富强;;光条纹中心的实时快速提取[J];光学技术;2008年02期
9 吴言高,李午申,邹宏军,冯灵芝;焊接数值模拟技术发展现状[J];焊接学报;2002年03期
10 邓琦林;激光熔覆成形金属零件的实验研究[J];航空精密制造技术;2000年05期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 单东日;反求工程CAD建模中点云数据区域分割及特征约束重构技术研究[D];浙江大学;2003年
2 崔晨旸;三维模型检索中关键技术的研究[D];浙江大学;2005年
3 贺美芳;基于散乱点云数据的曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
4 周律;基于视觉伺服的弧焊机器人焊接路径获取方法研究[D];上海交通大学;2007年
5 胡瑢华;基于TIG堆焊技术的熔焊成型轨迹规划研究[D];南昌大学;2007年
6 柳伟;三维模型特征提取与检索[D];上海交通大学;2008年
7 杜乃成;弧焊机器人金属快速成形研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 黎明;三维激光测量技术及应用研究[D];浙江大学;2005年
2 隋亦熙;逆向工程中曲线曲面特征提取研究[D];浙江大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢青青;罗新斌;;基于小波去噪和机器视觉的边缘检测[J];四川有色金属;2009年01期
2 冉志红;李乔;单德山;唐亮;;影响矩阵法在南京长江三桥状态识别中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年04期
3 周金明;朱晓临;;基于三角多项式的一类曲线曲面性质及其应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年01期
4 李景福;赵进辉;龙志军;刘诗安;;基于离散小波变换的农业图像处理研究[J];安徽农学通报;2007年03期
5 刘立波;基于数学形态学的二值图像骨架抽取算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年01期
6 潘庆云;陈素根;;五次Bézier曲线的三种不同扩展[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年02期
7 陈苗;张艳秋;;带参数λ的三次Bézier曲线的光顺延拓[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
8 薛蕊;;一类线性混合模型中方差分量的估计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年02期
9 李斌;;NURBS曲线的一种快速生成方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年01期
10 张伟红;王家正;;隐参数曲线的正则性条件[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2012年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁文斌;杨帆;刘维;张姝妍;;海洋工程结构直板T型接头K型坡口焊接变形及应力模拟计算[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
2 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘磊;王永骥;;基于单目视觉的机器人动态目标识别与跟踪[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 周艳;唐权华;金炜东;;基于自适应噪声检测的彩色图像插值滤波算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 黄进;胡英;马孜;汪洋;;弧形扫描系统关键技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 姚智颖;刘冬;;基于Kazakov线性化的迭代滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 逄海萍;王璐萍;;一类不确定仿射非线性系统的鲁棒近似最优滑模控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 陈文颉;刘劲;甘名刚;;基于NMI特征匹配及位置预测的目标自动跟踪及其DSP实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 刘伟锋;张卓;王延江;;基于光线衰减的深度获取方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
10 李学东;全权;蔡开元;;双目鱼眼摄像机噪声分析与外参标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 杜宏旺;接管焊接机器人关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 师晶;一类三次代数曲线的插值和逼近[D];南昌航空大学;2010年
4 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
6 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
7 宗雯雯;基于双目立体视觉的特征点匹配关键技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
8 郑纪业;基于H.264的校园视频监控系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
9 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
10 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴培德,苑双军;影响铁路行车安全因素的分析[J];北方交通大学学报;1995年S1期
2 张广军;魏振忠;;多视觉检测系统的世界坐标唯一全局标定方法[J];北京航空航天大学学报;2006年11期
3 罗维克;非接触式激光测量系统原理及应用[J];人造板通讯;2004年07期
4 陈晓梅;叶文华;;数控加工尺寸在线检测技术的研究与应用[J];电子机械工程;2006年03期
5 黄风山;钱惠芬;;光笔式单摄像机三维坐标视觉测量系统[J];光电工程;2007年04期
6 翟晋;周富强;张广军;;基于卡尔曼滤波的摄像机标定方法[J];光电工程;2007年09期
7 任永杰;邾继贵;杨学友;叶声华;;白车身柔性测量机器人本体补偿方法[J];光电工程;2009年02期
8 许丽;张之江;;基于共面靶标的结构光标定方法[J];光电子.激光;2009年08期
9 粟时平,李圣怡,王贵林;多轴数控机床的通用运动学综合空间误差模型[J];国防科技大学学报;2001年04期
10 罗政;三维触发式测头的标定与正确使用[J];工具技术;1992年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
2 郑惠江;在机检测中曲面拓扑特征重建和检测点分布关键技术研究[D];天津大学;2010年
3 朱嘉;基于视觉与触觉集成传感的多坐标组合测量系统的研究[D];天津大学;2010年
4 吴翔;面向再制造的机器人三维视觉检测系统研究[D];大连海事大学;2011年
5 雷桂媛;关于蒙特卡罗及拟蒙特卡罗方法的若干研究[D];浙江大学;2003年
6 牛小兵;光栅投射三维轮廓测量技术的研究[D];天津大学;2003年
7 沙吉乐;基于液晶光栅技术的三维视觉测量系统研究[D];天津大学;2003年
8 单东日;反求工程CAD建模中点云数据区域分割及特征约束重构技术研究[D];浙江大学;2003年
9 宋丽梅;基于单幅实时测量图像三维形貌恢复的研究[D];天津大学;2004年
10 吴世雄;逆向工程中多传感器集成的智能化测量研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王定祥;数控加工CCD检测关键技术的研究[D];兰州理工大学;2011年
2 张庚申;面向数控车床的在线检测系统研究与开发[D];广东工业大学;2011年
3 姜斌;基于加工特征的零件设计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 王广彦;基于CAD的加工中心在线检测关键技术研究[D];河北工业大学;2002年
5 陈树民;基于快速原型制造的逆向工程数据处理关键技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
6 谭昌柏;结构件反求建模中的数据处理技术[D];南京航空航天大学;2003年
7 辛娜;加工中心在线检测实物编程技术研究及系统开发[D];河北工业大学;2003年
8 翟庆光;基于示教的加工中心在线检测技术研究[D];河北工业大学;2003年
9 孙志海;基于CAD的加工中心在线检测系统研究与开发[D];河北工业大学;2003年
10 戴静;逆向工程数据处理关键技术研究[D];南京理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 聂建辉;自定位实物数字化技术研究[D];大连海事大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张安峰;李涤尘;卢秉恒;;激光直接金属快速成形技术的研究进展[J];兵器材料科学与工程;2007年05期
2 吴剑波,崔振,赵宏,谭玉山;光刀中心自适应阈值提取法[J];半导体光电;2001年01期
3 贺俊吉,张广军;结构光三维视觉检测中光条图像处理方法研究[J];北京航空航天大学学报;2003年07期
4 徐滨士,梁秀兵,李仁涵;绿色再制造工程的进展[J];中国表面工程;2001年02期
5 徐滨士,马世宁,刘世参,朱绍华,张伟,朱胜;绿色再制造工程设计基础及其关键技术[J];中国表面工程;2001年02期
6 梅书文,杨金生,张福学;履带拖拉机再制造工程的质量体系及效益分析[J];中国表面工程;2002年03期
7 徐滨士,朱胜,马世宁,刘世参,梁秀兵;装备再制造工程学科的建设和发展[J];中国表面工程;2003年03期
8 徐滨士,刘世参,李仁涵,姚巨坤,向永华;废旧机电产品资源化的基本途径及发展前景研究[J];中国表面工程;2004年02期
9 徐匡迪;工程师——从物质财富的创造者到可持续发展的实践者[J];中国表面工程;2004年06期
10 徐滨士;刘世参;史佩京;;再制造工程和表面工程对循环经济贡献分析[J];中国表面工程;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 刘仁培;董祖珏;魏艳红;;焊接凝固裂纹数值模拟前处理系统[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
2 汪建华;;焊接力学数值模拟的发展及其工程应用[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 聂军洪;任意拓扑结构三角网格模型优化调整技术研究[D];南京航空航天大学;2003年
2 刘胜兰;逆向工程中自由曲面与规则曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 谭昌柏;结构件反求建模中的数据处理技术[D];南京航空航天大学;2003年
2 杜佶;径向基函数在逆向工程中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 鄢国平;熔焊快速成型技术中轨迹规划与自动编程[D];南昌大学;2005年
4 万玲娜;熔焊快速成型数据处理相关技术研究[D];南昌大学;2006年
【相似文献】
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1 黄桂平,范生宏,贺磊,李广云;视觉测量技术在大型天线模胎检测中的应用[J];计量技术;2005年06期
2 王永强;吕天剑;吕乃光;;距离约束算法在微波天线面形测量中的应用[J];电子测量与仪器学报;2007年01期
3 刘庆伟,岳滨,孙晓明,强锡富;视觉测量中被测标记点像面坐标检出方法的研究[J];哈尔滨工业大学学报;1998年04期
4 吕乃光,桑新柱,邓文怡,董明利;用于微波天线的三维面形测量技术[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年05期
5 吕乃光;王永强;邓文怡;董明利;王君;潘志康;;航天器薄膜充气天线面形的视觉测量方法[J];光电子.激光;2007年06期
6 王学娟;王君;董明利;吕乃光;;基于多约束条件和遗传算法的摄像机网络规划研究[J];工具技术;2008年02期
7 马长正;董明利;祝连庆;吕乃光;;基于平行直线的摄像机标定方法[J];北京航空航天大学学报;2009年10期
8 解则晓,徐玉春,张国雄;四轴自由曲面非接触测量系统[J];航空精密制造技术;2002年01期
9 张勇斌,卢荣胜,费业泰,陈晓怀,姜晨;复杂零件多直径的快速测量[J];黑龙江科技学院学报;2003年03期
10 彭凯;刘书桂;黄风山;;光笔式便携三维坐标视觉测量系统的建模与分析[J];计量技术;2005年12期
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1 谭礼;付思华;晁志超;;月球探测器着陆稳定性实验视觉测量系统[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
2 谭礼;晁志超;伏思华;于起峰;;目标运动参数视觉测量系统[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 李凯;袁峰;丁振良;仇振林;;基于神经网络逼近的双经纬仪视觉测量误差补偿研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
4 孙勇;李原;王庆林;陈辉;;基于主动投影的结构光视觉系统的标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
5 金伟;吕乃光;邓文怡;;大尺寸空间中自动获取测量目标点的新方法[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
6 苏成志;王恩国;郝江涛;徐洪吉;;畸变误差无模型校正[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
7 梁睿贞;胡明;吴友农;;两种后牙邻面成形系统的临床随机对照研究[A];全国第八次牙体牙髓病学学术会议论文汇编[C];2011年
8 胡鹏浩;党学明;王会生;;绕丝筛管缝宽光电测试系统研制[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
9 孙磉礅;顾永涛;严锦根;胡鹏浩;;割缝筛管缝隙宽度光电检测研究[A];第20届测控、计量、仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
10 魏兵;李伟;夏明安;;视觉测量技术在滚针轴承自动化生产中的应用[A];湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集(二)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报记者 李晓;手术治近视你得悠着点[N];苏州日报;2005年
2 王玲玲;准分子激光手术呼唤标准[N];健康报;2004年
3 功山;我国初步建成快速原型技术的制造体系[N];中国工业报;2005年
4 程波;ATMOS技术引领高档生活用纸生产升级[N];消费日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
2 杨剑;大尺寸视觉测量精度的理论和实验研究[D];北京邮电大学;2010年
3 祝振敏;提高彩色视觉测量对比度技术研究[D];天津大学;2011年
4 董世都;计算机视觉测量关键技术研究[D];重庆大学;2011年
5 汪洋;基于视觉测量的铁路列车钩舌检测流水线关键技术研究[D];大连海事大学;2011年
6 刘启海;高温构件三维尺寸红外视觉测量的理论和实验研究[D];天津大学;2011年
7 王邦国;大型锻件热态几何参数视觉测量技术研究[D];大连理工大学;2011年
8 李为民;大尺度范围内视觉测量技术研究[D];中国科学技术大学;2006年
9 王永强;基于约束算法的大尺寸三维视觉测量方法研究[D];北京邮电大学;2007年
10 孙双花;视觉测量关键技术及在自动检测中的应用[D];天津大学;2007年
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1 严海磊;基于视觉测量技术的汽车零部件检测系统研究[D];成都理工大学;2011年
2 陶力;热真空环境下的视觉测量方法研究[D];天津大学;2012年
3 夏齐;编队卫星模拟器运动参数视觉测量方法及试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 焦然;卫星编队物理仿真系统多参数视觉测量方法及仿真验证[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 谢堂涛;空间非合作目标质心位置视觉测量方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 赵永忠;基于工具显微镜视觉测量技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 朱辉;基于视觉测量的异形孔轮廓测量系统研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年
8 张彬;刀具预调仪视觉测量系统的应用研究[D];中北大学;2010年
9 吴腾飞;视觉测量图像处理关键算法的研究和应用[D];天津大学;2010年
10 齐刚;基于计算机视觉测量的草场动态监控关键技术研究[D];吉林大学;2011年
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