视觉引导下自由曲面的cmm测量路径规划研究

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1、分类号：UDC：密级：学校代号：11845学号：2I1i101049广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)视觉引导下自由曲面的GMM测量路径规划研究乖EEl志盛Jl坠笠E指导教师姓名、职称：亟渔鱼数握学科(专业)或领域名称：扭越至猩学生所属学院：扭电工猩堂院论文答辩日期：ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineering)TheResearchonVisionGuidedCMMMeasuringPathP

2、lanningforFreeFormSurfaceMasterDegreeCandidate：LeiZhishengSupervisor：Prof．ZhangXiangweiMay2014SchoolofElectromechanicalEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P．R．China，510006㈣0舢6删同ⅢⅢⅢ●_●舢8洲5川2删Y摘要摘要由于目前在航空航天、船舶、汽车家用电器等制造业中对流体力学和空气动力学及其美观的需要，许多产品都具有由自

3、的曲面的造型。对于自由曲面的测量和检测主要工具是三坐标测量机(CoordinateMeasuringMachine，CMM)。一般用CMM对自由曲面进行测量时需进行测量规划，对于CAD模型已知的进行测量规划，可以根据曲面曲率特性进行规划。对于没有CAD模型的，则无法准确获取曲面的曲率变化，因此不能提前对模型曲面进行测量规划。论文结合视觉测量和CMM测量的特点，提出了主要对未知CAD模型的物体进行测量的视觉引导下自由曲面的CMM测量路径规划方法。论文对视觉引导的自由曲面的CMM测量规划系统进行了研究，主要的研究内容包括以下几方面：(1)介绍了

4、接触式测量和非接触式测量的测量原理，分析了各自的优势和不足。结合实验室现有的三坐标测量机提出了视觉引导下自由曲面的CMM测量规划方法，绘制了系统的结构图，给出了系统的测量流程。(2)进行了视觉引导CMM测量的参数标定，包括摄像机内参标定和视觉传感器结构参数标定，采用齐次坐标转换方法把视觉测量结果转换到CMM坐标系中。提出了一体化标定算法，对系统的参数进行了标定并对标定的精度进行了误差分析。(3)采用基于二次插值的亚像素提取方法对光条纹中心进行提取，提出了基于三点滑动法的光条纹中心光滑处理方法。提出了基于斜率差自适应法的自由曲线采样优化方法，

5、使曲线上采样点分布随曲率的变化而变化。进行了系统的测量实验和误差分析。(4)提出了视觉引导的CMM测量路径规划方法，经过实验得到了高精度的随曲面曲率分布的自由曲面的点云数据，实验证明了系统的可行性。关键词：CMM测量，视觉测量，采样优化，一体化标定广东工业大学硕士学位论文AbstractDuetothecurrentflUidmechaniCSandaerodvnamiCSandaesthetiCneedSintheaerospace，shipbuilding．automobileandhouseholdappliancesmanufact

6、uringindustryofman),productsarefreeformsurfacemodeling．Themaintoolformeasurementandinspectionoffreeformsurfacesisthreecoordinatemeasuringmachines(CoordinateMeasuringMachine．CMM)GeneraitothefreesurfaceisineasuredwithCMMwhiChneedmeasurementplanning．Themeasurementplanning，for

7、whichCADmodelisknown?cancarryonplanningaccordingtothecharacteristicsot’surfacecurvature．FortheCADmodeliSunkno,a，n．thechangeofCurvaturesurfaceareunabletoobtain，thereforecannotmakethemeasurementplanning．ThispapercombinestheadvantageSofvisualmeasurementandCMMineasurement．andp

8、utforwardthemainunknownCADmodelobjectstothemeasurementofvisionguidedCMMmeasuringpathplann