不连续平面的平面度误差评定方法研究

提出了一种基于包容直线评定不连续平面的方法.首先,基于主成分分析对点云数据进行全局噪声剔除;然后,采用最小二乘平面拟合算法、多阈值点云提取算法及平行直线拟合算法获取符合条件的包容直线,并以空间中2条平行的包容直线代替包容平面建立最小区域;最后实现不连续平面的平面度误差评定及指导平面调整.实验结果表明:该方法与传统的特征...     

基于最小截取二乘法的点云数据去噪方法研究

针对点云的去噪,本文提出一种基于最小截取二乘法的点云数据去噪方法,该方法采用最小截取二乘法分段拟合直线,拟合的直线受噪声点的干扰较小,具有较强的鲁棒性。实验结果表明,该算法具有良好的去噪效果,且能保留点云的细节特征。     

基于激光断面扫描的卧式罐倾斜比计算方法

基于激光断面扫描卧式罐所获取的点云数据,提出了一种卧式罐倾斜比计算方法。该方法建立在卧式罐筒体为近似圆柱体的基础上,通过拟合筒体上点云数据得到轴线方程,从而得到卧式罐倾斜比计算方法。该方法首先给出了点云数据的预处理方法,通过基于曲率算法和对称性原理,将单层数据中的圆弧段与直线段进行分离;通过基于最小二乘法的直线拟合,剔除了由于附件引入的干扰点,以此获取稳定的圆柱拟合参数;然后,利用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法,拟合得到圆柱体参数方程,最终换算得到卧式罐倾斜比的精确计算。实验证明,该方法运算时间短,鲁棒性强,与手工测量相比,角度偏差小于0.01°。     

刮板细度计非接触测量数据处理研究

对基于光谱共焦技术搭建的刮板细度计斜槽面深度测量装置的非接触测量数据进行处理算法研究。引入高斯滤波对整段测量数据进行滤波分析,再分左上平面、右上平面、斜槽底面三段进行高斯滤波,分离三个测量面的表面粗糙度信号及波纹度信号,解算出粗糙度值。对于高斯滤波中线,利用最小二乘法进行拟合,结果表明左右上平面的直线倾斜度一致,可拟合为一条直线。以再次拟合的直线为基准线,求得斜槽面扫描点至基准线的深度值,得到斜槽面深度标称值为90μm的示值误差为0.27~1.97μm。与电感测微仪接触测量所得数据进行比对,结果表明本文提出的刮板细度计非接触测量数据处理方法准确可靠。     

一种基于螺纹点云的缺陷提取方法

针对螺纹表面凹坑缺陷,结合双目三维扫描仪的数据采集特点与螺纹表面特性,提出基于三维螺纹点云缺陷检测的方法.该方法首先利用法向量提取算法,将缺陷部分提取出来,同时将轮廓点云一并提出.然后采用基于密度的DBSCAN聚类算法去除法向量提取的轮廓点云,且只保留凹坑缺陷点云.最后采用最小包围盒算法对缺陷点云参数化,测算其长度、宽度以及深度,实现了表面缺陷的数字化测量.     

基于激光测距原理的锻件倾斜度测量

提出了一种基于激光测距原理的倾斜度测量方法。首先,利用激光位移传感器采集锻件表面信息, 并采用基于回归分析的异常值判别方法剔除测量数据中的异常值; 然后,将获得的距离信息经坐标变换转换为坐标信息,用直接最小二乘法对离散点进行椭圆曲线拟合; 最后,拟合竖直方向的多个椭圆长轴中心点得到锻件中轴线的三维直线方程,根据直线方程计算锻件的倾斜角度。实验结果表明:该方法的测量误差<0.1°。     

连续运动螺纹尺寸自适应机器视觉检测

针对螺纹零件尺寸检测效率低、工作强度大、检测精度不高的问题,提出了一种连续运动螺纹尺寸自适应机器视觉的检测方法。首先设计了一套在线图像采集装置用于采集运动螺纹零件的图像;其次使用NCC(normalized cross correlation)归一化匹配算法,完成对螺纹零件的识别及追踪,在此基础上设计了自适应的ROI(region of interest)裁剪区域;然后通过Canny算法提取边缘轮廓,利用最小二乘法直线拟合技术对螺纹轮廓进行直线拟合,生成螺纹中径线,完成对螺纹中径的测量;最后在使用Harris角点检测算法提取多螺纹轮廓波峰与波谷的基础上,提出了利用螺纹中径线与各角点之间的距离来完成对角点的细化。实验表明,所提方法在螺纹尺寸检测方面具有可行性和有效性。     

激光内径测量系统参数校正及算法优化

基于激光位移扫描的大尺寸内径测量系统中,测量数据存在多个系统误差参数并易受到粗大误差的影响.在分析该系统工作原理的基础上,分析了测量传感器安装倾斜误差和回转臂偏心误差,并提出了相应的校正补偿方案.针对动态测量、管壁划痕、斑迹等引入的粗大误差对测量数据的最小二乘圆拟合精度影响较大的问题,提出了一种剔除粗大误差的方法:根据最小平方中值法构建基准圆,剔除孤立点,再用最小二乘法拟合,实验结果表明该算法的精度优于直接最小二乘法5倍.     

基于激光扫描法检测电缆高温压力项目的标准化研究

针对我国目前电缆高温压力试验主要依靠人工进行测量,效率低下、测量精度不高、标准化程度较低的问题,本文设计一套自动测试装置及软件。设计的测试系统通过软件对运动控制板卡发送指令,从而驱动电机实现对装有电缆夹具的二维移动平台的移动控制,同时激光传感器采集数据,利用软件对采集的数据采用滑动滤波算法去噪,为满足压痕深度准确度的需要,本文设计了差分算法,通过对滤波后的数据组成的数据相邻数据做差分计算,通过差分正负判断压痕是否存在及所在位置;设计了最小二乘法曲线拟合,对非压痕数据进行最小二乘拟合得到直线,计算压痕最低点到最小二乘拟合直线的距离获得压痕深度。     

基于最小曲面距离的快速点云精简算法

提出了一种新的基于最小曲面距离的点云精简算法,算法在简化点云数据的同时不损失特征。点云被划分成一系列的三维子网格,根据子网格,找到最近k邻域。散乱点云的k邻域通过二次参数曲面拟合,进一步得到相关曲率。依据提出的曲面距离,对点云进行精简。选择了一些典型的点云,如冲浪、石头、陶俑、牙齿等数据对算法进行了验证。结果表明,可以直接和有效地减少点云数据,同时保持原始模型的几何形状,对点云精简研究有一定的理论和实践意义。通过实验也证明了该算法的可靠性和准确性。     

基于密度聚类和圆外切线斜率拟合的埋地排水管道声呐点云去噪技术

针对环扫声呐扫描结果受到排水管道内混合水声的影响问题,提出一种声呐扫描点云数据去噪的方法:在环扫声呐扫描得到的三维点云数据基础上,通过密度聚类优化算法,去除点云数据中的噪声,然后采用类圆外切线斜率拟合的方式,识别出管道内壁界限和淤泥淤积线,最终得出包含排水管道内壁界限和淤积线特征的模型。为验证有效性,以武汉市某排水管道为例进行分析,基于现场采集的98万个点云坐标进行数据去噪和特征提取,结果表明:采用密度聚类优化算法进行点云数据初筛后,通过圆外切线斜率拟合算法能有效识别出排水管道内壁界限和淤积线,拟合半径均方误差0.0071m,相较于单一密度聚类算法拟合精度更高,去噪效果更好。     

逆向工程中圆锥体组件加工信息快速高精度检测与生成方法研究

提出一种圆锥体组件加工信息快速高精度检测与生成的方法。首先,使用Delaunay网格划分法对圆锥体组件点云数据进行处理,得到其三角网格模型;其次,利用最小二乘拟合方法计算圆锥体组件点云数据各空间点最近邻域平面及其法向量,并构建空间点与法向量之间的映射关系,再根据该映射关系提取锥角;最后,通过对圆锥体组件点云数据的整体形貌分析提取锥高,利用锥角与锥高之间的关系计算出底面圆半径,通过计算的方式快速得到圆锥体组件的高精度加工信息。实验结果表明:该方法与几何测量方法相比,圆锥体组件的锥角θ、锥高h和底面圆半径r的误差分别降低了77.64%、70.53%和73.48%,时间减少了81.74%,能够实现圆锥体组件快速高精度加工信息检测与生成。     

基于点云分析的大型立式液态石化产品储罐容量计量方法研究

采用点云分析的容量计量方法对大型立式液态石化产品储罐容量测量问题进行了研究。利用光学相位测距原理和光栅度盘测角原理,在伺服系统控制下,实现了立式罐圈板空间坐标点云的获取,空间点云位置允差达到2mm。并用迭代算法和最小二乘算法对立式罐测量点坐标的数据进行了分析处理,拟合出立式罐不同圈板处的等效半径。以1000m³立式罐为比对试验对象,点云测量分析方法计算结果与国际仲裁标准围尺法测量结果的最大半径偏差为2.8mm。     

直线拟合方法在一维图像边缘检测中的应用

在线阵CCD测量系统中采用直线拟合方法检测一维图像边缘。首先,测量系统通过线阵CCD获得一维图像,基于阈值比较法,对图像信号设置高、低阈值,截取边缘信号的中间部分作为拟合窗口;然后,利用最小二乘法,对拟合窗口内的边缘信号进行直线拟合;最后,利用图像亮、暗电平的中间电平作为阈值截交拟合直线,以此交点作为图像边缘点的位置。实验结果和分析表明,与阈值比较法相比较,直线拟合方法具有重复精度高、稳定性好的优点,能有效抑制随机噪声的影响,因此可以有效检测一维图像边缘位置。     

折叠纸盒压痕形态与成型质量分析研究

目的 探寻纸盒模切压痕时,盒片模切压痕形态与模切力以及折叠纸盒成型质量之间的相互关联关系,从而对纸盒模切力进行有效标准控制,并最终提高纸盒成型质量及其稳定性。方法 采用三维激光扫描仪对纸盒进行非接触式扫描获得高精度的压痕线扫描点云,在此基础上利用特定算法把压痕线从无序点云中提取出来,随后对测量数据进行分析和计算,分别计算出压痕线的深度和宽度。结果 结果表明采用三维激光扫描技术有效地测量了纸盒压痕深度和压痕宽度等一系列数据。所获得的测试数据与理论计算数据的误差值极小,平均误差在0.01 mm左右,证明了该测量方法的有效性、可靠性及精准性。此外,为了研究硬盒盒片压痕形态与压痕挺度之间的相互关系,并建立较为准确的函数关系模型,也利用该仪器进行了大量测试工作并对测试数据进行了统计分析及曲线拟合,所获得的结果与理论分析高度一致。结论 压痕形态的有效测量以及压痕形态与压痕挺度之间关系模型的建立为纸盒模切质量的有效控制提供了理论基础和数据依据。     

基于机器视觉的零件特征尺寸提取算法

目的复杂型面零件功能特征多样,结构尺寸呈现空间分布,传统的手工检测方法无法满足检测工作要求,为提升检测效率,提出一种基于机器视觉的非接触式测量方法。方法使用CCD相机采集图像信息,对图像进行分析处理,获得圆的亚像素边缘轮廓,再通过最小二乘法进行圆拟合求得圆的参数方程,最后利用几何距离公式求得像素距离。通过系统标定求出像素当量,由像素当量最终求得圆与圆之间的实际距离。结果最小二乘拟合圆亚像素边缘检测算法稳定,抗噪性能较好,算法的分辨率为0.001个像素。结论该方法可正确、方便、有效地对零件进行尺寸测量。