外差式多频相移技术的三维光学点云测量研究

随着中国制造业的快速发展,产品工件大量采用复杂曲面.对于大型复杂曲面工件,如汽车大型覆盖件、水轮机叶轮、大型抛物面天线等,现有的测量设备很难实现全尺寸检测和反求设计.本文针对大型复杂曲面工件的三维全尺寸快速检测和反求需求,分析了三维光学测量的原理,分析了格雷码加相移技术与外差式多频相移技术的优缺点,采用目前最新的外差式多频相移技术,研制了XJTUOM型三维光学密集点云测量系统,对大型工件的测量试验表明,该系统便捷实用.     

基于光栅投影的焊后焊缝表面三维测量

焊缝表面三维轮廓是评价焊后焊缝质量的重要指标,针对常用线结构光扫描进行焊缝测量时无法兼顾测量速度与精度等问题,设计并搭建了一种基于面结构光光栅投影的焊缝三维轮廓测量系统. 首先,通过数字光处理(digital light processing,DLP)投影仪向焊缝表面投射面结构光光栅条纹图像,摄像机获取变形调制条纹,利用四步相移法结合多频外差时域解相算法准确地实现了变形光栅条纹相位主值的解算和相位的展开.然后,利用平面靶标结合精密平移台获取空间点阵列的方法实现了对模型参数的标定,该标定方法精度高、可操作性强、结构稳定.最后,采用空间相位映射模型实现焊缝相位信息到高度信息的转换,实现焊缝三维轮廓的测量.结果表明,该测量方法能很好的表现焊缝细节信息,测量结果准确,测量精度能达到0.0968 mm,可以为焊后焊缝外观检测与评价提供可靠数据.     

基于视觉技术的三维曲面非接触无损检测方法

不规则自由曲面在机械工程中有着广泛的应用,对其进行三维无损检测是近年来国内外研究的热点问题之一,传统的接触式测量方法由于采用接触式测头,所以极易损坏待测表面,且难以测量弹性实体,测量效量差。提出了一种基于主动双目视觉传感技术的三维曲面非接触无损检测方法,通过向待测曲面投影特定结构光并接收反馈信息实现曲面三维坐标的快速高效检测。这种方法无须接触式测头,仪器小巧,测量仪器与被测件间无测量力,因而易于实现现场无损检测。分析了基于该方法的数学模型,并给出了计算机仿真实验结果。仿真实验证明,该方法能够实现三维曲面的高精度现场检测。     

三维曲面形状模具的研磨技术

在工业制品多样化、高档化发展的过程中,如何提高直接影响成形加工产品质量的模具精度,是一个重要课题。模具的种类有塑料模、冲压模、铸造模等。它们的结构形状和精度要求都各不相同。尤其是以图案造型为基础的模具,有很多是由无法用数式表达的三维自由曲面构成的,因而涉及多种加工工序。图1所示的模具加工工序,与用加工中心制造零件不同,自有其技术特点。若要低成本,高效率、自动化地制造模具,就得从模具设计、机械加工、精加工、三维形状测量、装配、试模及     

基于双边滤波的三维曲面重构技术在钢轨检测中的应用

钢轨廓形的测量对指导钢轨打磨、提高列车运行安全、延长钢轨寿命具有重要的意义.采用三维激光扫描重建技术,获取钢轨廓形点云数据;分别采用迭代最近邻算法、双边滤波法以及曲率精简法对钢轨点云数据进行拼接、降噪和精简处理;对比在不同高斯滤波参数下,该技术对钢轨点云数据的滤波效果.结合UM动力学软件和有限元分析软件对三维重构后的钢...     

基于遗传算法的三维曲面配准

本文针对自由曲面模型数据和测量数据之间的配准问题,研究了先粗后精的两步配准方法。利用遗传算法的全局搜索性能,控制优化参数达到两曲面间的粗配准;以粗配准的结果作为初值,利用ICP匹配算法修正误差,进一步优化以达到全局最优配准。两步法解决了ICP算法易收敛于局部最小值的问题,将测量曲面与CAD模型曲面在空间进行最优化匹配。实例验证表明,算法配准精度高、运算速度比较快,可以应用于曲面件多点成形后的曲面误差分析及修正,也可应用于其他领域自由光滑曲面的测量结果的比较分析。     

一种基于微机的三维曲面前处理方法

以模具型腔电极的加工为例，通过对型腔曲面的构型分析，讨论了三维曲面数控加工前处理的有关问题，并以一个具体实例进行了验证。     

基于点云配准的曲面三维差异检测

在工件打磨任务中,实测数据与标准模型数据之间的差异性比较是实现机器人自动化打磨的关键研究问题之一.针对如何快速精确地提取陶瓷素胚工件曲面的三维差异数据问题,设计了一种曲面配准流程.首先,针对点云的粗对齐步骤,采用体素网格滤波进行下采样,采用了Hough投票法进行粗配准,将粗配准步骤运行时间控制在0.3 s以内.其次,针...     

基于白光相移原理的测量系统在铸造模具检测中的应用

三维几何信息的获得是逆向工程中极为重要的一部分工作.铸造模具设计和加工过程中,针对铸造模具的数字检测是最重要的工作之一.本文讨论了白光光栅扫描测量系统原理和ICP算法及它们在铸造模具设计与检测中的应用.     

基于小波能量分布函数的IC图像三维曲面能量优化造型技术研究

针对IC芯片表面形貌图像的检测要求,提出了基于小波能量分布函数的图像三维曲面能量优化造型技术,并运用于IC芯片图像处理工作中.通过对各个像素邻域进行小波能量分布函数的计算,确定了各像素点坐标处的曲面各个方向上的偏导矢,通过能量优化方法实现三维曲面的造型.编程实验证明,该方法可获得反映IC芯片的立体形貌的三维曲面,使芯片的各个细节特征能够得到很好的展现.