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飞机装配阶差与间隙视觉测量技术研究

沈昌力  
【摘要】:飞机装配过程中,为了保证装配质量,需要精确测量装配的阶差与间隙。目前国内还没有专门的数字化测量方法对这些间隙与阶差进行精确测量,主要依靠人工检测来完成,测量精度低,效率也不高。为此本文提出一种使用线结构光视觉测量的方法来完成间隙与阶差的精确测量,该技术具有非接触性、测量精度高、灵活性高、实时性强等优点,使用该技术可以灵活快速地测量出装配结构的阶差与间隙,实验表明测量10mm内的阶差最大误差不超过0.05mm。具体本文主要做了以下四个方面的工作: (1)根据线结构光视觉测量的原理,搭建系统的数学模型,在此基础上设计针对飞机装配间隙与阶差的测量方案以及系统的结构参数。 (2)研究了相机标定技术和结构光光平面标定技术。根据实际的测量要求分别选择了基于2D平面标靶法进行相机标定,和自由移动平面标靶法、基于交比不变原理法对光平面进行标定。针对光平面标定中存在的标定操作繁琐、无法在现场标定的问题提出了一种基于遗传算法的线结构光光平面标定算法和二次标定算法,实现了现场光平面的快速标定和矫正。 (3)研究了线结构光视觉测量和标定过程中图像光条特征和角点特征的快速提取方法,实现了图像关键特征的快速和准确获取。 (4)在上述研究理论和方法的基础上,选购主要硬件设备搭建了一台手持式线结构光视觉测量系统,并开发了标定和测量软件,通过实验验证表明,该系统满足测量要求,运行可靠稳定。


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