收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

工业零件形状与尺寸高精度视觉测量方法研究

郭宝云  
【摘要】:在全球经济激烈竞争的环境下,各类零件加工企业都在探索不同的方法来保证他们出厂产品的质量,其中对生产出来的零件进行形状与尺寸检测是零件产品质量保证的重要环节。据统计,进入21世纪以来,在加工行业中,每年用于质量检测方面的开支,仅美国就高达几百亿美元。目前,国内在零件加工需求密集且质量要求高的零件制造行业中,诸如飞机类的零件制造加工行业,零件检测全部依赖于三坐标量测仪,然而其操作复杂,不仅检测速度无法满足在线实时检测的要求,而且检测精度与操作人员的熟练程度有关。由此可见,随着工业部门对检测要求的进一步提高,以往的检测手段(三坐标测量机、经纬仪/全站仪工业测量系统等)难以满足要求,而这也就是视觉测量方法研究和发展的直接原因。视觉测量方法及系统的研究开发可以弥补当前检测方法的不足,进一步解决工业检测部门的实际问题。虽然国外视觉测量技术已经达到了实用阶段,多种产品已经投入使用,但是国内视觉测量技术尚处于发展阶段,因此自主研究相应的视觉测量方法,开发性能价格比高、操作方便的实用化系统是当前必要和迫切的要求。 本文根据飞机零件加工业中常见零件的特点及其对高精度测量技术的现实需求,研究零件几何尺寸与形状误差的视觉测量方法。这些研究不仅可以提高飞机零件加工行业的生产效率和产品质量,而且对视觉测量技术在其它工业零件加工制造行业的应用也具有重要的推动作用。本文的主要工作如下: 1)基于零件轮廓边缘点的基本图元分割方法,主要研究基于零件轮廓边缘点的多特征联合提取方法,提高零件边缘轮廓图元特征提取的精度。 2)基于大口径远心镜头的图像采集与测量方法。利用搭载大口径远心镜头的图像采集与测量方法可以克服现有二维图像测量仪的欠缺,研究内容主要包括硬件结构的选型与设计、硬件各参数调试方法(主要包括评价远心镜头畸变影响程度的方法、判断相机主光轴与检测平台的垂直情况的方法,以及基于远心镜头的图像标定方法)、单/多个零件的轮廓附加约束条件的轮廓特征参数求解,以及与设计数据的自动比对等。该方法克服了现有二维图像测量仪精度对视场的限制,可以对零件一次性地捕捉其整体图像,并实现零件快速高精度的自动测量,实验证明在本文采用的实验装置下该方法测量精度可以达到0.01mm,满足中小平而类零件量测精度的要求。 3)基于单数码相机的较大尺寸平而薄片零件视觉测量方法。对于较大的平而薄片零件,研究并设计基于大像幅非量测数码相机的单目视觉检测方法,内容主要包括基于二维DLT和光束法平差的相机内参数的标定、基于平而控制点信息的单幅影像外方位元素的解算、影像的畸变纠正和垂直纠正、基于轮廓线的多特征提取方法的零件特征参数求解等。实验结果表明,将大像幅非量测数码相机用于较大平而薄片类零件检测的结果与三坐标量测仪的检测数据对比,实验结果表明其量测误差小于0.1mm,满足较大幅平而薄片类零件尺寸量测的要求。 4)基于模型和广义点摄影测量的立体视觉测量方法。对于有特定几何模型的零件(如圆柱状零件),本文结合广义点摄影测量理论,研究并设计基于立体相机的视觉测量方法,主要以圆柱体零件为例进行研究,内容包括零件数学模型和轮廓的表达方法研究、基于广义点摄影测量的平差模型的建立,以及三维视觉测量与检测的流程。实验结果表明,对于无法获取严格意义上的同名点的检测对象来说,如工业零件,在引入广义点摄影测量后,测量可以达到很高的精度,实验中只使用130万像素的普通工业相机,测量精度就可以达到0.03mm,该精度已经满足了零件三维测量的要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王莹;;视觉测量技术基本原理[J];科技致富向导;2014年12期
2 陈棣湘,罗飞路,潘孟春;立体视觉测量中的图像匹配策略研究[J];光学技术;2002年05期
3 苏国营;曲兴华;张福民;;金属表面特性对差动式视觉测量的影响实验[J];光学学报;2013年01期
4 张弛;黄风山;;光笔式三坐标视觉测量中的六点透视问题建模[J];光学技术;2013年04期
5 隆昌宇;邾继贵;郭寅;林嘉睿;;移动视觉测量中基于空间交会的匹配方法[J];光学学报;2014年08期
6 张勇斌,卢荣胜,金施群,廖素引;基于视觉测量的多光平面的再标定[J];黑龙江科技学院学报;2004年01期
7 郑顺义;孙明伟;;基于物体成像轮廓的视觉测量与重建[J];测绘学报;2006年04期
8 谢路生;王磊;出晓岚;秦玉红;黄元庆;;基于SfS的3D视觉测量研究[J];光学技术;2009年03期
9 刘美莲;蔡慧敏;;目标落点的视觉测量方法研究[J];应用光学;2011年05期
10 谢光辉;孙军华;吴子彦;张广军;;基于单数码相机的三维视觉测量数据拼接方法[J];光学技术;2009年01期
11 王鹏;杨毓馨;;视觉测量图像处理关键算法的研究[J];科技资讯;2013年15期
12 黄桂平,范生宏,贺磊,李广云;视觉测量技术在大型天线模胎检测中的应用[J];地理空间信息;2004年06期
13 王君;吕乃光;邓文怡;王学娟;;视觉测量仿真系统及其网络布局优化研究[J];光学技术;2008年01期
14 周会成,陈吉红,黄声华,于克训;线结构光视觉测量中的边缘效应及其补偿[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年11期
15 付玮;;透明薄膜水中悬浮位置姿态的视觉测量技术[J];实验室科学;2010年06期
16 黄风山;钱惠芬;;激光跟踪测距三维坐标视觉测量系统建模[J];光电子.激光;2007年11期
17 ;非光学量测试与设备[J];中国光学与应用光学文摘;2001年01期
18 王昕;张晓冬;;微型石英敏感平板玻璃零件参数的激光视觉测量研究[J];光谱学与光谱分析;2014年06期
19 贾果欣;曲兴华;梁海昱;祝振敏;;彩色视觉测量中的LED照明系统设计[J];发光学报;2011年01期
20 何炳蔚;林东艺;陈志鹏;丁辉;;三维物体视觉测量重构中解决遮挡问题的方法研究[J];中国激光;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 杜娜;方漪;;多目视觉测量中有效测量域的计算模型[A];几何设计与计算的新进展[C];2005年
2 杨健新;魏榛;;瓢虫翼面展开过程的立体视觉测量[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
3 余加勇;邹峥嵘;朱建军;;计算机视觉测量准二维控制场建设[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
4 单磊;樊继宏;;立体视觉测量乳房体积软件系统的研发[A];美丽人生 和谐世界——中华医学会第七次全国医学美学与美容学术年会、中华医学会医学美学与美容学分会20周年庆典暨第三届两岸四地美容医学学术论坛论文汇编[C];2010年
5 杨永跃;邓善熙;何革群;;复杂曲面形貌无影视觉测量研究[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
6 蒋理兴;王安健;高宝华;范孝忠;;线型点阵推扫式激光标志投射装置的设计[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
7 魏兵;李伟;夏明安;;视觉测量技术在滚针轴承自动化生产中的应用[A];湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会第十五届学术年会论文集(二)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于潇宇;高速视觉测量系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 郭杰;基于视觉的振动特征提取算法研究及应用[D];中国科学技术大学;2015年
3 闵永智;铁路路基表面沉降相机链视觉测量方法研究[D];兰州交通大学;2014年
4 赵首博;成像前光学调制方法与视觉测量应用技术研究[D];天津大学;2014年
5 雷秀军;高速视觉动态测量系统关键技术与应用研究[D];中国科学技术大学;2016年
6 郝飞;机器视觉测量关键技术研究及其在细长轴中应用[D];东南大学;2015年
7 胡立华;大型物体的单目视觉测量理论与方法[D];太原科技大学;2015年
8 周虎;高精度视觉测量系统关键技术研究与应用[D];东华大学;2011年
9 张大山;基于高速视觉的结构运动测量算法研究与应用[D];中国科学技术大学;2017年
10 郭宝云;工业零件形状与尺寸高精度视觉测量方法研究[D];武汉大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹海龙;基于视觉测量的挖掘机工作装置姿态测量系统[D];西南交通大学;2015年
2 胡亚利;车辆行驶中障碍高度视觉测量的研究[D];广西科技大学;2015年
3 汤章银;基于视觉测量的激光雷达设计与实现[D];华中科技大学;2014年
4 王韶彬;飞机颤振适航视觉测量立体匹配关键技术研究[D];中国民航大学;2016年
5 杨盛亚;基于FPGA的三维视觉测量终端系统技术研究与应用[D];南京航空航天大学;2016年
6 付博;基于COM Express标准嵌入式视觉测量装置的外围硬件设计[D];中国民航大学;2014年
7 周欢;立体视觉测量系统误差分析与优化设计[D];中国民航大学;2014年
8 韦飞云;钢板尺寸视觉测量方法研究[D];沈阳理工大学;2016年
9 杨笑丛;圆盘转速的视觉测量技术研究[D];吉林大学;2017年
10 严海磊;基于视觉测量技术的汽车零部件检测系统研究[D];成都理工大学;2011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