室内三维测量方法及其系统

现阶段室内三维尺寸测量大多采用激光测距仪,卷尺等工具,存在人为因素大、效率低、不规则房间不易测量的缺点。针对室内三维尺寸检测存在的问题,给出了一种新的三维自动测量算法,并开发出了相应的机械系统、控制系统。介绍了三维测量仪的扫描路径规划;说明了在室内空间建立多个平面坐标系,并进行空间坐标采样的过程;分析了利用坐标转换、最小二乘法直线拟合和空间解析几何快速并准确的获得室内三维尺寸的方法。通过对样本房间的试验检测,实现了快速、自动、较高精度的三维尺寸测量。     

基于多目视觉的弯管空间参数测量方法

针对大尺寸复杂弯管空间参数的测量精度难以保障、测量效率低的问题,提出一种基于多目视觉的非接触式弯管空间参数测量方法.该方法根据多目视觉原理,利用基于中心轴线的匹配方法,从不同视点获取弯管空间轴线的三维坐标,并利用边缘线计算弯管外径,最后利用三维建模技术重建被测弯管的三维模型.设计并建立了一个八目相机的弯管空间参数测量系统,测量实验证明该方法和测量系统可以实现弯管空间参数的快速测量,测量时间可控制在1 min内,两端面中心点测量误差为0.25 mm,外径测量误差为0.0721 mm,弯曲角度测量误差为0.278°.     

测量阀座空间尺寸的测量装置设计

针对某型航空产品特殊空间尺寸的测量,设计了由测量基座和量规组成的测量装置,解决了特殊要求尺寸测量难度大和效率低的问题。     

近景摄影测量在三维数据采集中的应用

工业产品的三维数据检测常常使用光栅投影扫描设备获得被测物体精确的表面尺寸.由于其照片拼合依据非编码点三点定位原理,因而在测量大尺寸物体表面时,具有较大的累计误差.通过近景摄影测量方法构建三维测量的非编码点群,是提高三维测量精度的一种有效手段.阐述了近景摄影测量的原理及方法,提出了利用多摄站近景摄影测量结合光栅投影扫描的方法实现大尺寸物体精确测量.以汽车外表面测量为例,通过采用单独使用光栅投影扫描设备与近景摄影测量结合光栅投影扫描两种不同的方法,对大尺寸物体表面测量的结果进行对比,其结果表明,使用近景摄影测量方法不仅提高了扫描效率,而且大幅度提高了大尺寸物体的扫描精度.     

用于在线测量的视觉检测系统

本文提出了视觉检测概念，建立了用于三维尺寸测量的视觉检测系统。系统使用了两种不同类的视觉传感器，以完成空间不同点三维坐标值的测量。将该系统用于一汽Ａｕｄｉ－１００轿车白车身左侧围的测量，取得了令人满意的结果，与坐标测量机的测量结果进行比较，两者具有较好的一致性。     

基于逆向工程产品模型的设计

基于逆向工程,为使产品模型获得良好的尺寸数据和装配精度,可应用三维激光测量仪对现有产品模型进行三维测量,运用UG软件对测量数据进行处理,得到产品横、纵截面轮廓尺寸并将其转化为CAD格式,通过相似理论确定产品模型的相似比,采用激光加工技术制作出产品模型零件并装配,达到提高制作效率的目的。     

基于三维模型的复杂曲面电磨底壳零件检测研究

本文研究了采用三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM)基于三维模型对具有复杂曲面外形的电磨底壳零件进行检测,并分析了尺寸和评定其几何误差.介绍了三坐标测量机(CMM)的基本工作原理;叙述了本实验所需的软硬件设备,最后通过对电磨底壳曲面的测量详细阐述了CMM的使用方法和有模型特征测量的过程.其中包括矢量点特征、直线特征、平面特征、圆柱特征等测量的过程.三坐标测量机基于三维模型进行零件空间尺寸测量及形位公差检测,完成以前用其它测量工具较难解决的复杂曲面尺寸测量问题,不仅直观、方便,而且测量果精度高、缩短了生产周期.     

复杂零件精密尺寸测量方法的研究进展

随着各类机械零件集成化程度不断提高,其结构也越来越复杂,传统的测量技术已无法实现对现代复杂构造零件尺寸的精密测量.近年来出现的结构光三维测量、激光扫描测量等先进的测量技术克服了传统测量方法的不足,提高了尺寸测量效率和精度.归纳了结构光三维测量技术、机器视觉测量技术、蓝光扫描测量技术、激光三角法测量技术、工业CT尺寸测量技术的测量原理及研究进展,并对几种测量技术的优缺点和精度进行了对比分析.     

输电塔架承载变形的三维光学测量

考虑输电塔架结构复杂,需要做承载变形真型实验来检测塔架实际承载能力的问题,本文提出了一种三维全场变形光学测量方法来解决塔架真型试验中存在的大尺寸、大变形、多测点、三维变形、塔架承载形态保持时间短等测量难点.该方法基于工业近景摄影测量技术重建单个状态下塔架测点的三维结构,利用具有身份信息的人工标志点来实现不同状态测量结果的对齐.通过跟踪固定在塔架上的变形点,计算相应部位的位移来获取真型塔架在不同负载下的整体变形.精度评估实验表明,提出的方法测量精度优于0.1 mm/4 m;真型实验显示,测量结果能够为塔架结构力学性能分析和改进塔架设计提供有价值的参考数据.该方法具有现场工作量小、不干扰测量对象、量程弹性大等优点,能够满足各型塔架三维变形测量对效率和精度的要求.     

基于惯性基准的大尺寸空间角测量

针对大型装备装配过程中的大尺寸空间角测量问题,提出一种基于惯性基准的大尺寸空间角测量方法并且设计了相应的测量系统。该测量系统利用自准直原理获取被测轴线方向,通过内部陀螺仪和编码器测量被测轴线在惯性坐标系中的单位向量坐标,然后根据每个被测轴线在公共基准内的单位向量坐标值实现空间角的计算。建立了大尺寸空间角测量的数学模型,并对测量系统的测量不确定度进行分析和计算。最后搭建了测量系统的原理样机并利用原理样机在实验室进行了模拟测量实验。实验结果表明,原理样机的实际测量误差为14",满足了测量精度的要求。该方法采用惯性空间作为公共测量基准,有效地解决了测量大尺寸空间角时测量基准难以建立和传递的难题,使得测量过程更加灵活、高效。     

基于多激光传感器的高精度三维在线测量技术

在外界干扰条件的影响下,传统方法存在测量周期长、精准度低的问题,为此提出了基于多激光传感器的高精度三维在线测量技术。以三维在线测量原理为依据,通过参数标定将三维在线测量与多激光传感器进行拟合,并通过空间高斯滤波方法实现激光线图像处理。经过处理后,激光线的连续性大大提高,高斯曲线更趋于平滑。在此基础上寻找激光线的中心点,并确认激光线的两个端点,从而完成高精度三维在线测量。在设置的实验环境下,所提测量技术对不同堆场的测量误差均小于0.1%,并且其测量时间较短,说明该技术拥有准确性高、效率快等优点,具有良好的应用前景和推广价值。     

针对头盔设计的三维头部模型采集与测量方法研究

为设计穿戴舒适的头盔类产品,依据三维扫描技术采集了346位年龄为18～28岁中国青年男性头部三维数据模型;结合逆向工程GEOMAGIC软件,完成样本数据模型的预处理、坐标系的统一、 9个头部特征尺寸的测量;利用SPSS统计分析软件,完成样本数据的奇异值删除与正态分布检测,进一步通过数理统计分析的方法,计算得到头部特征尺寸的平均值、标准差、分布区间等指标,为头盔类产品的造型设计提供参考。     

光学经纬仪大尺寸三坐标测量系统的分析研究

介绍光学经纬仪大尺寸三坐标测量系统的原理、组成以及数据采集分析,探讨光学经纬仪空间三维坐标移动测量系统及测量分析软件,以实现如汽车车身、轮船船体、机床导轨等加工制造中大距离的在线检测.     

三坐标测量技术在现代机械制造工业的应用

三坐标测量技术作为现代机械制造工业中的重要测量技术之一,集光学、机械学及电子学等高科技技术于一体,作为一种效率较高的自动化测量技术,将三坐标测量技术应用到现代机械制造工业当中,对机械设备所涉及零部件的三维几何形状和尺寸进行精准细致地测量与检测,充分明确地展示出自由曲面的几何形状,进而有效提升现代机械制造工业的精度和效率。此外,通过将三坐标测量技术应用到现代机械制造工业当中,取代了传统单一的生产模式,全面提升现代机械制造业的制造水平。     

关节臂在光热项目摇摆支架测量中的应用

承制的光热项目上关键零部件摇摆支架技术复杂,主要体现在形位公差和空间尺寸精度要求高、待测参数多、工件数量庞大。运用传统测量手段和固定式三坐标机都无法兼顾测量的准确性和效率。介绍了关节臂式测量机的结构原理,分析比较了关节臂式测量机与固定式三坐标测量机以及常规测量手段在测量精度、测量效率、测量便捷性三个方面的区别。应用关节臂式测量机测量光热项目摇摆支架尺寸偏差、平行度、垂直度、对称度等形位公差。重点介绍了测量过程中采样方式和采样注意事项,并通过建立测量模板达到快速测量的目的。     

介绍一种测量空间尺寸的检具

介绍了一种通过尺寸转换达到便于测量空间尺寸的检具,重点介绍了其结构、制作要点和测量方法.     

基于反求工程产品框架模型的研制

为了使产品框架模型具有良好的尺寸参数和装配精度,在反求设计技术基础上,利用三维激光测量仪对砚有产品模型进行三维测量,运用CATIA软件对测量数据进行处理得产品横、纵截面轮廓尺寸并将其转化为CAD格式,应用相识理论确定产品框架模型的相似比和激光加工技术制作出产品模型零件并装配.实践表明,该产品框架模型具有精确零件尺寸精度和良好的装配性能,达到提高制作效率的目的.     

基于全局控制网的三维形貌测量方法

由于传感器成像视场范围的局限性,双目视觉传感器在一次成像中往往不能获得大尺寸物体的整体形貌测量结果,鉴于此,研究并实现了一种通过建立全局控制网来实现对大尺寸物体的三维形貌进行测量的方法。实验结果表明：基于全局控制网的测量方法速度快、精度高,间接地扩大了双目视觉传感器的测量范围,并且有效地克服了大尺寸三维形貌测量拼接精度低的缺点。该方法适用于大尺寸物体的三维形貌测量,能够快速、简单、精确地获得被测物体表面特征点的相对位置关系和三维尺寸信息,进而恢复被测物体的三维形貌。     

基于机器视觉的高精度工业尺寸测量系统研究

针对工业中高精度三维尺寸的测量要求,提出并设计了一种基于棱镜与多个工业智能相机的三维尺寸测量系统,它主要由机架、相机支撑架、3个工业智能相机、带有标记点的工件定位座、棱镜、气缸、可编程控制器、工控机组成。3个工业智能相机、可编程控制器均与工控机相连,工控机负责整个系统的数据采集、处理、结果判断与存储。该测量系统自动化程度高、成本较低、测量速度快,测量精度可达士0．03mm,可部分取代三坐标测量机在工业高精度尺寸测量中的应用。     

大面积形体三维测量数据拼接技术的研究

大面积形体三维无接触测量,一般采用多视场测量和测量数据拼接的方法,存在积累误差大、测量精度低的问题.采用框架拼接法,通过编码标志点的匹配,求得标志点的空间三维坐标,完成物体空间框架的重构;然后通过局部三维扫描点云与空间框架之间的特征点的提取,得到一组匹配点对,运用SVD矩阵分解算法求出旋转矩阵R和平移向量T,实现局部三维扫描数据的精确拼接.实例表明,该方法有效地提高了大面积形体三维测量的精度.