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《吉林大学》 2012年
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基于单投射编码结构光的车身覆盖件形状尺寸检测技术研究

张成  
【摘要】:车身覆盖件外形尺寸检测是评价汽车表面覆盖件制造质量的一个重要手段,其制造精度严重影响着汽车的装配、安全以及视觉美观性。传统的检测手段常利用三坐标测量机进行抽样离线检测。虽然可以获得较高精度,但是由于其属于点对点的接触性检测,耗用的时间较长,因此无法实现100%在线检测。 本文应用的编码结构光视觉检测技术属于三维视觉技术的一个部分,具有非接触、大量程、大视场、较高精度、实时性强以及主动受控的特点,因此在工业检测领域得到了广泛的应用。同时本文采用的空间邻域编码策略可以用于检测运动物体,因此在车身覆盖件在线检测领域具有较大的应用潜力。因为针对车身覆盖件的检测常常限定于表面平整度和尺寸外形,因此本文针对覆盖件外形尺寸检测设计了视觉检测方案,并对相关的结构光视觉检测关键技术进行了深入的研究,并对结果进行了验证。 在结构光系统标定方面,采用了基于平面的摄像机-投影仪标定方法,最终得到的摄像机以及投影仪标定误差都能控制在理想的范围之内。在投影图案设计方面,考虑到用于在线检测只进行一次投影,因此采用了基于空间邻域的M阵列编码策略;并以0、1、2和3作为数字基元采用拼接的方式构建了符合车门外板特性的伪随机M阵列,并最终以X‐型几何图形作为基元符号构造了投影仪编码图案。 为了建立起投影图案和摄像机图像之间的联系,需要对摄像机图像进行解码识别。为了精确稳定的对检测图像进行识别,我们依次采取了图像预处理、边缘提取算法、基元分割标记算法、基于形心的特征角点提取算法以及基于主惯性轴角度的码字还原算法有效完成了对实验图像的特征角点提取以及解码识别,建立起了投影图案和摄像机图像之间的一一匹配关系。 完成对应像素间的一一匹配后,利用标定结果可以采用三角法测量技术获得检测物体表面三维点云。再采用基于ICP的点云配准算法对检测得到的空间点云与三坐标测量机测量得到的点云模型进行配准,并对配准的偏差进行计算,结果显示本文采用的编码结构光技术对汽车表面覆盖件的形状尺寸检测具有较好的实现效果,但是与汽车在线检测的高精度要求仍然有一定的差距,需要进行进一步改进。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP391.41;TP274

【参考文献】
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