收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究

卢科青  
【摘要】:数据获取与数据预处理是逆向工程的首要任务,测量数据的可靠性、可用性与完整性直接影响重建模型的精度、效率与效果。研究如何准确、快速、完整、合理地获取与处理被测物体的形貌数据对逆向工程CAD建模具有重要意义。本论文结合浙江省自然科学基金重点项目“基于语义数据信息理论的逆向工程CAD建模新方法研究(项目编号:Z1090590)”和浙江省科技厅重大机电装备专项项目“复合式三坐标扫描测量机关键技术研究及产业化开发(项目编号:2006C11256)”,以坐标测量机为平台,以自由曲面为对象,对逆向工程中多传感器集成测量及其数据预处理问题展开深入研究。 在多传感器集成测量方面,首先利用视觉传感器快速提取被测自由曲面的边界特征,并以边界特征为基础,为后续的接触式或非接触式测量规划测量区域;然后接触式或非接触式传感器在各自的测量区域上完成相应的测量。 针对自由曲面边界特征的快速提取,提出轴向立体视觉测量方法。该方法将两CCD摄像机按同轴向分布,利用前后摄像机获得的二维图像信息恢复测点的三维坐标值。研究了轴向立体视觉测量系统特殊的极线几何关系:外极线相互平行且通过各自像平面的主点,并用这种特殊关系简化同源像点匹配过程,然后以坐标测量机为平台,实现了单摄像机轴向立体视觉测量方法,并将该方法应用于自由曲面边界特征快速提取。 针对自由曲面接触式测量,通过集成接触式测头与两个点激光测头,提出探路法接触式自适应测量方法。该方法在接触式测头的两侧各安装一个点激光测头,逐行测量过程中,在测量方向上,点激光测头用于探路测量;系统实时地对探路测量数据进行处理,并拟合成B样条曲线,然后根据拟合曲线的曲率特征为接触式测量规划自适应的测量路径;接触式测头以探路结果为指导完成自适应测量。在测量截面进给方向上,通过截面间夹角分析方法,自适应地细分测量截面。从而实现被测曲面上测点的合理布置,有效提高自由曲面接触式数字化测量的效率和精度。 针对自由曲面非接触式测量,通过集成两个点激光测头,提出组合点激光测头非接触式测量方法。该方法将两个点激光测头并排安装在自行设计的摆动机构上,首先将两点激光测头竖直安置,利用探路法对被测曲面进行一次测量,并及时处理一次测量数据,找出倾斜角超出预值范围的区域;然后将点激光测头倾斜安置,提出等步进差值法标定倾斜测头的激光束方向,接着对倾斜角超出预值范围的区域进行二次测量;最后通过多次测量结果组合获得完整的测量数据。该方法可以有效实现表面法向与+Z轴夹角在[-90°,90°]内的自由曲面准确、完整的非接触式数字化测量。 在多传感器测量数据预处理方面,以语义网技术为借鉴,提出语义测量数据构建与基于语义的测量数据预处理方法。在测量过程中,通过构建语义测量数据模型,将测点的三维坐标信息与有利于测量数据预处理的“隐式信息”以语义测量数据的形式融入到测量结果中。在数据预处理过程中,系统首先对测量数据的语义进行解析,获取测点所携带的“隐式信息”,然后充分利用“隐式信息”简化数据预处理过程,提高数据预处理的自动化程度,提升数据预处理的正确性与稳定性。 结合理论研究进行了仿真分析与实验验证,结果表明,在自由曲面数字化测量过程中,综合运用本论文提出的多传感器集成测量及其数据预处理方法可以准确、快速、合理、完整地获取被测曲面的形貌数据,为逆向工程工程CAD建模提供良好的技术手段与基础装备。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 潘洋宇;姜福祥;;自由曲面的小波分解技术研究[J];机械制造;2009年04期
2 王丽,来新民;基于计算机视觉的自由曲面逆向工程关键技术[J];河北工业大学学报;1999年02期
3 梁忠伟;马正元;任建民;;逆向工程中自由曲面测量规划与重建研究[J];沈阳工业大学学报;2006年01期
4 陈浪,秦大同,谢勇;逆向工程中自由曲面的数字化模型研究[J];机械设计与研究;2002年02期
5 叶晓平;龚友平;陈国金;;快速求解点到自由曲面的距离的方法[J];工程图学学报;2008年04期
6 卢科青;王文;汪玮;陈子辰;;基于可变向测头的未知自由曲面数字化测量[J];浙江大学学报(工学版);2010年11期
7 胡立炜;陈舒拉;;自由曲面形位公差的数字化检测方法[J];工具技术;2010年11期
8 慈瑞梅;南丽霞;成小英;;基于分层维的自由曲面反求建模技术研究[J];机床与液压;2007年08期
9 何雪明;李成刚;胡于进;曲萍;李文君;;三坐标测量机测量路径的曲率连续自适应规划[J];清华大学学报(自然科学版);2007年S2期
10 董元平;璩柏青;张洁;陈亚菲;;运用逆向工程方法与OpenGL创建三维曲面[J];计算机仿真;2007年09期
11 卢科青;王文;陈子辰;;基于双测头组合的未知自由曲面自适应采样[J];浙江大学学报(工学版);2010年08期
12 高国军,陈康宁,张申生;用接触式坐标测量进行自由曲面反求的方法研究[J];机械科学与技术;2000年01期
13 毛昕;毛普元;孙静;;自由曲面几何信息提取系统[J];工程图学学报;2007年04期
14 陈东帆,朱蓓颖,林财兴,方明伦;在逆向工程中用神经网络技术实现自由曲面的重建[J];机械科学与技术;1998年01期
15 富丽娟,雷刚,邓国红,杨红韵;自由曲面的逆向工程软件设计[J];计算机应用;2000年S1期
16 谢金,王文,李剑;基于激光测量的自由曲面零件逆向工程的实现[J];组合机床与自动化加工技术;2002年01期
17 季成年,王仲,寇欣宇,杨燕罡,范宜艳;基于DXF文件的自由曲面可视化[J];计算机工程与应用;2003年14期
18 李向东,蔡鑫,侯勇;自由曲面的逆向工程软件设计[J];焦作大学学报;2003年04期
19 石璇,俞涛,徐翀,赵翠莲,林朝辉;基于光栅测量的三维重建系统研究与应用[J];机械制造;2004年03期
20 李剑,鞠华,王恒奎,王文,陈子辰;自由曲面测量研究综述[J];计量技术;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张玲玉;罗怀林;贺元成;;基于B样条的自由曲面模型重构方法的转换[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
2 范宜艳;王仲;季成年;邾继贵;杨燕罡;叶声华;;一种三维数据的可视化方法[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
3 李世武;佟金;张书军;陈秉聪;;基于逆向工程的牛蹄三维几何模型曲面重构[A];中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
4 李春;刘书桂;;三坐标测量机的测头半径补偿与曲面匹配[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
5 林伟青;;自由曲面多传感器集成测量关键技术研究[A];福建省科协第四届学术年会——提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
6 杨波;韦晓娜;张薇;庄松林;;大出瞳自由曲面头盔显示器光学系统的设计方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 周敏;邓学雄;陈君梅;徐旋波;;基于PC-DMIS测量软件和UG线架重构的逆向工程研究[A];第十四届全国图学教育研讨会暨第六届制图CAI课件演示交流会论文集(下册)[C];2004年
8 江程;江磊;陈郁阳;刘木清;;自由曲面在照明系统中的应用研究[A];海峡两岸第十五届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2008年
9 臧加伦;;逆向工程概述及其在柴油机零件上的应用[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
10 伊启中;;Pro/ENGINEER软件在汽车覆盖件逆向工程中的应用[A];福建省科协第四届学术年会——提升福建制造业竞争力的战略思考专题学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢科青;逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究[D];浙江大学;2010年
2 李欣;自由曲面结构的形态学研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 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
4 王恺;大功率LED封装与应用的自由曲面光学研究[D];华中科技大学;2011年
5 王尚;基于LED阵列的自由曲面光学系统与控制系统研究[D];华中科技大学;2012年
6 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
7 陈浪;基于形状特征的自由曲面CAD重构理论及应用研究[D];重庆大学;2002年
8 刘红政;产品设计重用中的创新方法研究[D];浙江大学;2008年
9 鞠华;逆向工程中自由曲面的数据处理与误差补偿研究[D];浙江大学;2003年
10 丁毅;自由曲面光学器件的设计及其在照明系统中的应用[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鸣华;基于结构仿生的派生曲面研究[D];燕山大学;2011年
2 肖中卓;研磨模具自由曲面过程的柔顺控制研究[D];吉林大学;2004年
3 兰诗涛;自由曲面接触式测量方法研究与原型系统研制[D];浙江大学;2004年
4 谢金;自由曲面非接触式测量方法研究及系统研制[D];浙江大学;2003年
5 郭上峰;自由曲面分片研抛与专家系统研究[D];吉林大学;2006年
6 祝恒阳;自由曲面非接触在线检测技术研究[D];燕山大学;2004年
7 王勋;激光三角法面型测量研究[D];长春理工大学;2009年
8 霍龙;基于视觉的复杂曲面几何形状三维测量技术研究[D];沈阳工业大学;2004年
9 卢刚;跟踪式激光三角法表面形状测头的研制[D];西安理工大学;2004年
10 刘晨光;基于神经网络的自由曲面重建[D];华北电力大学(河北);2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王平;创新科技填补国内空白 技术应用引领先进时代[N];大众科技报;2009年
2 记者 谭华健;戴上眼镜便可随时随地欣赏电影[N];中山日报;2009年
3 赵晓涛;SafeNet发布HASP安全套件[N];网络世界;2009年
4 程文兵;全球第一后的中国汽车该从哪里出发?[N];中国联合商报;2010年
5 李利;别克新车“君威”揭开神秘面纱[N];经济参考报;2002年
6 记者 李明春;北海分局863四课题通过验收[N];中国海洋报;2006年
7 单戈;构筑高端平台 培养现代制造业人才[N];中国财经报;2008年
8 王守见 丛刚;东南菱帅拿高配置当卖点[N];中国工业报;2003年
9 本报见习记者  王林;实力传播启动INSIGHTS DNA项目[N];经济观察报;2006年
10 北京理工大学信息与电子学部主任 王涌天;3D技术需解决舒适度问题[N];中国电子报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978