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低成本机器视觉三维测量系统及其在逆向工程中的应用研究

利用逆向工程的概念,研究先进的设计方法,可以更有效地提高产品设计水平和生产效率。为此,针对逆向工程中的关键技术进行研究并开发低成本且实用化的三维测量系统具有十分重要的意义。本文将围绕机器视觉三维测量系统及其在逆向工程中的应用展开研究。本文的主要工作:研制开发了一套用于逆向工程的机器视觉平移式测量系统,在系统实现过程中对一些关键问题进行了深入的研究,其中主要包括连续等间隔采样的实现、数字图像的处理方法等,并利用三维重构技术实现对测量数据的“预览”;同时,本文还对原有的机器视觉旋转式测量系统进行了改进,这方面的主要工作集中在系统标定中轴线标定方法的改进上,在原有的对应线求交点、线性回归拟合直线方法的基础上,分析了其中的问题所在,提出误差补偿策略,采用三平面标定法实现轴线位置的准确标定,为后续的逆向工程系统提供真实准确的数据源;按照要求对测量数据进行预处理、输出为UG软件可以读入的格式,在UG中进行曲面、实体造型及R-CAD;最后,利  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

多传感器协同的三维测量系统设计

随着社会经济的不断发展,产品制造的智能化、信息化要求越来越高,同时对产品加工和装配的精度也提出了更高的要求,因此为了适应工业现代化的各种新需求,更加智能化、信息化的三维测量系统应运而生。本文结合了相关研究课题,主要研究针对某航天产品的三维数字化测量系统,对测量系统机械结构、运动控制、软件算法等方面进行了研究,最终开发了一种基于多传感器协同的三维测量系统。全文的主要内容包括:第一章:阐述了本课题的相关背景,介绍了三维测量技术及其研究现状,给出了全文的研究内容和总体框架。第二章:根据检测目标和测量精度要求,完成了基于多传感器协同的三维测量系统的总体设计。在分析测量系统的技术难点的基础上,给出了多传感器协同的测量系统的总体检测方案。第三章:研究了多传感器协同的测量系统的五个关键模块——支撑平台模块、夹持模块、运动控制模块、检测模块和软件模块。设计了支撑平台模块和夹持模块的结构,完成了运动控制模块和检测模块的硬件的选型,分析了软件模块的...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

深圳大学
深圳大学

基于复合域编码的嵌入式三维测量系统研究

三维测量技术已经得到了广泛的应用,包括工业零件检测、VR电影制作、三维地图导航、文物还原等。现有的三维测量方法中,其中结构光测量法以大视场、高精度、编码图案可控、实时性好等优点得到了重点的关注与研究。随着智能制造的发展以及工业自动化的普及,智能设备的生产已经朝着高速度、高精度、高便携性、低功耗等方向发展,故现有的三维测量解决方案大部分已经采用嵌入式平台来适用各种复杂的工业场合。为了满足实际工业在线三维测量中高效率、高精度、低功耗、高自动化的需求,文中提出了一种结合二值时域编码和正弦空域编码的方法,以减少投影编码图案,实现快速绝对相位求解,并基于此方法搭建了基于AM572x多核平台的嵌入式三维测量系统,主要的研究内容和取得的成果包含以下几个方面:1.分析现有结构光编码策略,针对现有时间编码策略和空间编码策略中,高分辨率、高精度和高实时性之间的矛盾,提出了一种基于二值编码与正弦编码相结合的混合编码方法。编码部分,为减少灰度跳变引起的...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安石油大学
西安石油大学

基于光栅投影三维测量系统的解相位算法研究与应用

随着现代工业、光学、计算机图形学以及人民生活水平的不断发展和提高,二维平面设计以及传统的测量方式已经不能满足实际需求,三维轮廓测量成为人们高度关注和深入研究的热点。解相位算法作为三维轮廓测量系统中最关键的部分,也是目前人们广泛关注的课题之一。但是,由于在实际测量时会出现图像质量不高、噪声点、阴影区域以及条纹断裂等因素,导致解相位算法准确度不高,使得测量系统的精度达不到要求,传统解相位算法在效率上达不到实时性的要求。因此,为了达到测量系统对解相位结果的准确性和实时性两方面的要求,本文将解相位算法以及CUDA架构(Computer Unified Device Architecture)作为研究重点。首先,根据实际需求,对几种典型解相位算法进行深入研究与分析。针对解相位算法存在解相结果质量不高、错误累加传播的问题,本文从图像预处理、如何选取合适解相起始点以及残差点标记与修复这三个方面对算法的准确性进行改进与优化。图像预处理包括高斯滤...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

战略支援部队信息工程大学
战略支援部队信息工程大学

船载三维测量系统相关技术应用研究

本文围绕船载三维测量系统点云数据以及水上水下数据一体化工程应用开展研究,在分析船载三维测量系统数据采集方式和数据自身特点的基础上,重点对船载点云数据的组织索引、可视化、水上水下地形整体合成等技术进行研究,并做了较为系统地实验和分析,构建了点云数据处理与可视化软件系统。本文主要工作与创新点如下:1.从船载三维测量系统的系统组成入手,分析船载三维测量系统数据采集方式,从数据量、信息特点、空间特征等方面对船载点云数据的特点进行定量化分析,为后续处理和应用奠定基础。2.提出一种自适应规则格网与KD树混合索引的点云数据组织方案,并结合瓦片搜索算法,获取可见区域内点云数据的索引,进而实现点云数据的快速可视化。3.提出一种基于船载点云数据的水上水下分界线提取算法。结合船载三维测量系统采集到的岸上点云数据在沿水上水下分界线方向上的特征,实现了水上水下分界线的粗提取。在此基础上,采用最近邻均值优化算法和概率均值优化算法对水上水下分界线进行精提取,...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

河北工业大学
河北工业大学

基于相位计算的双视角三维测量系统

在光学三维测量技术中,相位辅助三维光学测量技术具有实现简单、精度高、分辨率高、测量时间短、非接触等的优点,一直以来都是国内外研究的热门课题,已经受到了极大的关注并且被广泛的应用于工业设计、生物医学、在线监测、机器视觉等各个领域。传统的单视角三维测量系统由于遮挡和阴影等问题会存在十分明显的数据缺失现象。为克服这一弊端,本文研制了基于相位计算的双视角三维测量系统。首先基于双视角检测原理提出测量方案和系统构成。根据条纹投影三维测量原理,通过对绝对相位的计算分别得到物体的两片点云数据。系统的标定是保证双视角三维测量系统精度的关键。本文对多项式标定法以及反相机标定法进行了原理分析和比较,并对标定过程中标定板上圆环的离心偏差进行校正。校正前后圆环中心定位精度可提高50%。然后搭建双视角三维测量所需的硬件平台,并设计软件程序实现了系统所涉及的图像采集、相位计算、系统标定、三维显示等功能。对此系统进行标定实验,比较两种标定结果可知:多项式法精度...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>