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基于激光扫描与拼接的热态大型锻件视觉测量方法研究

李亮  
【摘要】:随着现代工业技术的迅速发展,大型锻件的生产变得日益重要。大型锻件的尺寸是锻件生产中必须及时检测的一项重要指标。长期以来,在锻造过程中对高温锻件尺寸的测量采用人工目测的方法,造成锻件尺寸一般都比规定值多出较大的余量(锻件平均损耗量为15%)。本文的研究目的是采用双目立体视觉技术,构建热态大型锻件的非接触视觉测量系统,以改变大型锻件恶劣生产环境下,测量技术落后、测量误差较大的现状。 针对被测对象表面热态特点,采用绿色一字线激光器扫描的方式,解决了立体视觉对应点匹配的问题;针对被测对象轴向尺寸大的特点,采用数据拼接的方法,解决了多站多段数据的坐标统一问题。 在分析相机各种标定方法的基础上,采用张氏平面标定法,从单个相机的标定推广到立体视觉系统的标定,在Matlab开发环境下,实现了本文视觉测量系统的较高精度标定。采用了数字滤光技术,消除了强光干扰的影响;采用中值滤波技术,消除了随机噪声影响;通过分段灰度线性变换,有效改善图像质量;通过畸变修正,消除了畸变误差;端线特征采用Canny边缘检测的方法提取特征边缘,截面光束则采用固定阈值化、形态学腐蚀、细化处理的方法提取特征中心骨架;采用自适应阈值化、基于递归的二值图像连通域中心提取的方法提取拼接标志点;采用极线校正技术,消除了左右图像在垂直方向上的视差;采用SVD分解的方法进行测量站点间数据的拼接。 在深入进行理论研究的基础上,本文构建了基于激光扫描与拼接的热态大型锻件的视觉测量系统,编写了测量软件,并对圆筒型热态锻件实物进行了的两站点测量实验。


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