视觉关节式坐标测量机关键技术研究

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1、华中科技大学硕士学位论文视觉关节式坐标测量机关键技术研究姓名：李茂西申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：王从军20050401摘要反求工程作为一种新型的设计方法在吸收国内外的先进制造技术缩短产品的开发周期以及降低生产成本等方面发挥着重大的作用反求工程中视觉关节式坐标测量机将接触式测量和非接触式测量两种测量方法完美结合起来带来了一种全新的产品设计制造及三维尺寸测量模式本文在课题组已开发完善的商品化三维反求设备HRE-IHRE-II三维激光扫描系统的基础上探讨视觉关节式坐标测量机关节数学建模3D激光扫描头的工作模式等视觉关节式坐标测量机中的关键技术反求

2、工程中接触式测量以其测量精度高而著称本文在建立关节式测量的数学位姿描述和测量运动方程的基础上导出了关节式坐标测量机的精度分析函数和校准模型在理论上论述了影响本系统的精度因素和减少误差而采取的主要措施为在指定的设计精度下装配出符合测量精度要求的关节式坐标测量机做理论准备初步探讨了关节式坐标测量机的制造装配和数据获取的关键技术3D激光扫描头测量速度快测量精度较高测量获取的点云数据大由单目CCD摄像机和半导体线激光器组成与已有的双目视觉测量系统的三维数据建模方式不同的是使用激光投影平面和单个CCD摄像机拍摄的激光图像建立数据获取模型本文论述了由CCD摄像机拍摄的一

3、幅图像经数字图像处理如平滑去噪阈值分割细化等手段得到单像素宽的激光条纹把平面激光条纹还原成空间曲线上的离散点的过程并在设计要求的采集点及时显示的条件下对这些处理过程做了简化经验上的处理经过试验验证这种方法是可行的视觉关节式坐标测量机采集得到的三维数据必须实时的显示到计算机屏幕上在这里我们把采集得到三维数据以ASC格式保存在硬盘上用OpenGL技术中的光照和纹理把数据生动的三维显示出来在这个过程中创新的引入了计算机操作系统中的缓冲池技术保证数据的及时显示关键词反求工程关节式坐标测量机数字图像处理摄像机标定激光投影平面缓冲池IIAbstractReverseen

4、gineeringasanewdesignmethoddoalotofthingsinabsorptiondomesticandinternationaladvancedtechnique,shortentheproduct'sdevelopmentperiodandlowertheproduction’scost.Inreverseengineering,thevisionjoint-typecoordinatemeasuringmachines(CMM)putnon-contactmethodsandtactilemethodstogetherperfe

5、ctly,bringanewproducttodesign,manufacturingandthreedimsmeasuremode.Thispaperbasedontheperfectlycommercializing3-DreverseengineeringequipmentsHRE-I,HRE-II3-Dlasersscanningmeasuresystem,studythekeytechnologyinthevisionjoint-typeCMMsuchashowtosetupthejoint-pointmold,3-Dlaserscannerswo

6、rkmodeetc.Tactilemethodsarefamousforitshighaccuracyinreverseengineering,Onthebasisofsettingupmathematicsmodeoftheposeandmovementequationofprobeend;wegetthefunctionofthemeasureprecisionanalysisandadjustmentmodelofthejoint-typeCMM.Describethefactorsthatinfluencetheprecisionandhowtode

7、creasetheerrorintheory.Bepreparingforassemblingthejoint-typeCMMthatsatisfytherequestofaccuracyinthegivendesignprecision.Studythekeytechnologyinthejoint-typeCMM.3-Dlaserscannertakesadvantageofacquiringdatalarge,measurequicklyandhighprecision.WhichmakeupofoneCCDcameraandasemiconducto

8、rlinerlaser.Differentfromt