微小三维尺寸自动光学检测系统的关键技术研究

【摘要】：自动光学检测技术具有检测方法先进、检测速度快、自动化程度高等优点,可在线完成物体表面空间三维坐标的测量。本文采用线结构光视觉技术建立了微小三维尺寸(0.01-10mm)自动光学检测系统。 论文研究的主要内容和创新技术有: 1.通过引入光平面和测量坐标系的夹角参数,建立了传感器的DLT改进数学模型和多项式模型。 2.研究了传感器两步标定方法,第一步将数学模型中的参数标定完成,第二步确定光平面与测量坐标系的夹角的数值。该方法可直接构建传感器的测量坐标系,过程简单,标定结果可靠,适合现场实施。 3.对传感器标定和安装过程中可能产生的误差进行了分析。提出了对标定构建的测量坐标系与实际测量坐标系偏斜造成的误差进行修正的模型,研究了使用一标准块对修正模型参数进行校准的方法。 4.研究了光强自适应调整方法,应用于研制了电路板锡膏三维测量系统,保证了光条图像的效果,降低图像处理复杂度的同时提高了光条中心提取的准确度。对该系统进行了重复性测量实验,结果表明系统的高度测量精度可达±1?m,并在现场进行了实际测量实验。 5.研究了椭圆弧光条图像的径向灰度重心提取的方法,应用于研制了微小直径高精度测量系统,提高了系统的测量精度。对该系统进行了重复性测量实验,结果表明系统的测量精度可达±1.4?m。使用该系统对发动机旋转叶片边缘曲率半径进行了实际测量。