视觉测量传感器系统结构参数设计分析

依据三角法建立了基于线结构光和对称式双目立体视觉的两种典型视觉传感器坐标测量系统数学模型.通过对坐标测量模型及传感器各结构参数之间的相互关系分析,研究了线结构光视觉传感器和双目立体视觉传感器坐标测量系统结构参数及其误差对系统综合测量精度的影响关系特性.在对各结构设计参数综合分析的基础上,提出了视觉传感器坐标测量系统结构参数优化准则,并给出了线结构光视觉传感器及双目立体视觉传感器坐标测量系统结构参数的一般性设计原则与方法.     

基于线结构光的轮廓传感器的研究

自动化生产程度和产品质量的提高，对计量检测手段提出了更高的要求，视觉检测技术的发展适应了这一需求。结构光视觉系统为许多空间三维物体的检测问题提供了可行的解决办法。针对外观轮廓检测的需求，本文研究了一种基于线结构光的轮廓传感器，建立了线结构光垂直投射方式的数学模型，提出了传感器的局部校准方法参数逼近法，以及适应工厂生产环境的整体校准方法，实现了线结构光传感器轮廓传感器。实验证明，轮廓传感器的性能已达到设计要求。本传感器已用于Ａｕｄｉ—１００型轿车白车身的检测。     

双摄像机光笔式三维坐标测量系统研究

基于双目立体视觉传感器三维测量模型和空间坐标变换原理,采用最小二乘冗余算法,讨论了双摄像机测量空间三维点坐标的基本原理,建立了视觉测量系统的非线性测量方程.通过实验验证了双摄像机光笔式三维坐标视觉测量系统建立的可行性.     

白车身视觉检测系统空间坐标系的建立

本针对南京IVECO车身厂的成车车身提出了一种视觉检测系统,介绍了系统的原理、组成及其工作过程。以多传感器“融合”技术为基础,利用双经纬仪实现坐标系统一,完成了测试实验及数据采集,取得了较高的测量准确度。     

线激光扫略的白车身装配特征机器人在线检测技术研究

为实现白车身装配特征位置参数的在线检测,监控和保障白车身焊接尺寸质量,研制了一种基于线激光摆动扫略的白车身装配特征机器人在线检测系统.提出了摆动式线激光单目视觉传感器的测量系统方案和传感器参数标定方法及传感器摆动运动标定方法;分析了传感器摆动采集光刀图像的特点,进而提出了面向孔槽、柱状类装配特征的光刀点云提取算法及位置参数计算方法;进行了系统集成,开发了在线检测系统,并展开工程应用验证.验证结果表明:本技术实现了对白车身各类装配特征快速、精密、稳定的检测.     

白车身视觉检测系统中多类型传感器全局校准技术

针对白车身视觉检测系统中传感器数量多、种类各异、分布空间大、位置关系复杂等问题,提出了一种适用于工业现场的多视觉传感器全局校准技术。基于坐标系间接统一法,设计多个精密立体靶标作为坐标系转换中介,利用激光跟踪仪获取现场校准数据,在单位四元数数学模型的基础上,求解两坐标系间最优转换矩阵,将固定式传感器和柔性传感器的测量坐标系统一到全局坐标系。该方法已在某企业在线测量项目中成功应用,现场只需完成传感器坐标系与全局坐标系转换关系标定,降低了复杂现场环境对多传感器全局校准的限制,简化了校准过程,提高了环境适应性,校准后检测系统各向测量精度均优于±0.2 mm,满足白车身在线测量精度要求。     

一种三维图形定位技术及误差评定方法

在视觉检测技术的应用中,视觉传感器在三维坐标系统中的定位是重要而复杂的关键技术．为此,在汽车整体形位误差测量中,采用新颖的图形定位方法来定位数十个视觉传感器．该方法的要点在于,只要把视觉传感器采集到的车身特征图形与计算机屏幕上预先设定的标准图形重合,即完成了对传感器的定位．文中介绍了图形定位技术的原理,重点论证了图形定位精度的评定方法．经过多种方案的比较,最终采用了最小二乘法综合误差评定的方法．通过理论分析和实验验证,确定了三维图形定位的重复性误差可达0．035mm,优于其他方法所达精度的3倍,且定位速度提高了十几倍。     

IVECO车身视觉检测系统现场溯源研究

汽车车身视觉检测系统是大型、专用的车身总成三维尺寸自动化检测设备,系统组成复杂,测量误差难以确定。本以南京ＩＶＥＣＯ车身视觉检测系统为背景,提出了一种现场溯源技术,解决了测量结果不确定度的溯源问题。     

基于Modbus总线白车身视觉检测站控制系统研究

自车身视觉检测站在环境恶劣的汽车焊装现场工作,需要高可靠、快速的通讯控制系统,根据测量的要求,构建了基于MODBUS协议的视觉检测站控制网络,设计了视觉传感器控制器,实现了主机对视觉传感器的可靠控制。详细说明了视觉传感器控制器的硬件构成,主控计算机与传感器控制器的通讯设计。经过长期应用实践证明,此控制系统能够满足白车身视觉检测站在汽车焊装线现场长期可靠工作的需求。     

轿车车身测试技术

一、前言在轿车的制造过程中，车身设计、制造是最关键和复杂的环节之一。新车型的设计，往往要先做个泥车型，然后测试其形状和尺寸：根据测试数据，设计制造冲压模具；由模具冲压车身零部件，再组装成白车身。其中泥车模型、模具、白车身等均需测试。在生产过程中，白车身需要经常检测，冲压模具也要定期检测，以保证冲压件的尺寸和形状正确。二、冲压模具的测试轿车的车型属空间自由曲面，其中模具的测试即是对空间自由曲面的测试。一辆轿车的冲压模具数量很多，需要进行快速检测才能满足生产的要求。为此需研究在三坐标测量机上，采用非…     

适用于离焦状态相机的相位编码标定方法

现阶段通用的相机标定方法需要使用者提供准确的标定板特征点像素坐标。但对某些成像位置特殊的相机而言,一般标定物(如长宽在厘米级别的标定板)的使用范围在其清晰成像范围之外。使用这些相机拍摄一般标定物,只能得到离焦的模糊图像,无法准确提取特征点像素坐标。本文分析了光学系统离焦状态对基于正弦光栅的结构光(简称正弦结构光)相位的影响。利用正弦结构光相位与相机对焦状态无关的性质,提出了一种利用相移法正弦结构光编码的方法,对标定物上特征点进行相位编码,实现了相机在离焦状态下的标定。经过实验验证,标定结果焦距长度与真实值之间最大偏差为0.47%,最大像素重投影误差为0.17 pixels。该方法为具有特殊成像范围的相机的标定提供了一种解决方案。     

用于内表面测量的圆结构光视觉图像处理方法

简要介绍了用于内表面测量的圆结构光视觉系统,分析了内表面圆结构光视觉图像特征,并给出了干扰光条的产生原因。在此基础上,提出了干扰光条的剔除方法与有用光条图像中心的子像素级提取方法。介绍了基于阶跃边缘轮廓模型的边缘提取方法,该方法采用非线性优化方法进行模型参数估计,具有速度快、鲁棒性强、精度高的特点。     

结构光测量系统误差分析

本文针对交比不变原理的结构光光平面标定方法,利用泰勒展开和矩阵扰动原理分别对系统的测量误差和光平面标定误差进行分析,提出了结构光测量系统的误差传递模型.并给出了一个实验特例的精度要求,即满足在1 000 mm的测量距离上获得±O.5 mm以内的测量精度情况下,各标定参数所需满足的精度要求,以及标定样本的精度要求.对误差传递模型所得出的标定参数的精度要求进行实测实验验证,得到测量数据的均方根误差为0.333 4 mm,满足理论上的精度要求.该实验结果证明了本文所述的误差分析可以有效地对结构光系统误差进行定量分析.     

基于RBF神经网络的结构光三维视觉检测方法研究

研究了基于RBF神经网络的结构光三维视觉检测方法。该方法利用了RBF网络良好的非线性映射能力以及学习、泛化能力，通过采用高精度样本数据训练RBF网络，最终建立起了用于结构光三维视觉检测的RBF网络模型。与常规方法相比，它不需要考虑视觉模型误差、光学调整误差等对视觉检测系统测量精度的影响，因而能够有效地克服常规建模方法的不足，保证了检测系统具有较高的精度。     

Vision method of inspecting missing fastening components in high-speed railway

The increasing train speed on railways generates an urgent need for more powerful automatic inspection of railway tracks, including real-time fastening component inspection. To obtain better high-speed performance with lower cost, this paper has proposed a novel structured light method based on motion image (SLMMI) for moving object inspection. The motion images in the proposed method are insensitive to motion, abundant with information, and easy to process, resulting in a low performance requirement of the hardware. Compared to the conventional unstructured light method and structured light method, the proposed method inherits the virtues of both thus offering a fresh perspective when inspecting missing fastening components on high-speed railways. By using the SLMMI and the recognition method based on a neural network, the experimental results yield good performance in terms of speed and accuracy. Furthermore, the robustness of the proposed method is also discussed and simulated by adding typical interferences, such as ambient light, vibration, and obstacles.     

基于线结构光传感器的工业机器人运动学参数标定

针对工业机器人绝对定位精度较低问题,提出一种基于线结构光传感器的工业机器人运动学参数标定方法.首先,将线结构光传感器固定安装在机器人末端,建立传感器测量模型,然后建立机器人运动学模型,通过手眼关系将传感器模型与机器人模型连接组成完整的标定系统模型.其次,使线结构光传感器在不同位姿下对某一固定点进行测量,得到该点在机器人...     

圆结构光光条中心亚像素级提取方法

从图像中准确提取光条中心对于主动视觉系统十分重要。分析微小物体内表面视觉检测系统中圆形结构光光条图像特征,将干扰光条分为漫反射和镜面反射两类。利用Hessian矩阵确定图像中光条法线方向,在光条法线方向上求解光条中心亚像素位置,用8方向搜索法剔除干扰光条。实验证明,光条提取和剔除干扰光条方法是有效的。     

线结构光传感器标定不确定度估计

分析了标定样本数据的不确定度对线结构光传感器标定精度的影响,利用矩阵扰动理论和一阶不确定度分析理论,给出线结构光视觉传感器模型中映射矩阵参数不确定度的评估方法,并建立了从标定样本数据不确定度到标定不确定度的传播模型。利用蒙特卡洛统计法进行了仿真验证,结果表明所建立不确定度传播模型的有效性,为线结构光传感器标定精度的评估提供了依据。     

Development of an In-Situ Laser Machining System Using a Three-Dimensional Galvanometer Scanner

In this study, a three-dimensional (3D) in-situ laser machining system integrating laser measurement and machining was built using a 3D galvanometer scanner equipped with a side-axis industrial camera. A line structured light measurement model based on a galvanometer scanner was proposed to obtain the 3D information of the workpiece. A height calibration method was proposed to further ensure measurement accuracy, so as to achieve accurate laser focusing. In-situ machining software was developed to realize time-saving and labor-saving 3D laser processing. The feasibility and practicability of this in-situ laser machining system were verified using specific cases. In comparison with the conventional line structured light measurement method, the proposed methods do not require light plane calibration, and do not need additional motion axes for 3D reconstruction; thus they provide technical and cost advantages. The in-situ laser machining system realizes a simple operation process by integrating measurement and machining, which greatly reduces labor and time costs.     

线结构光双目传感器钢坯轮廓测量标定方法

针对现有线结构光轮廓尺度测量系统标定方法对环境要求高、设备昂贵、标定过程复杂等问题,提出了一种基于网格平面标定板的现场标定方法。该方法主要特点是不需要复杂的标定模型和高精度的辅助设备,只需要将2 mm宽和高的矩阵状标定板置于需要测量区域,通过角点检测求出基于同一个世界坐标系的标定参数,并完成对双目摄像机标定系统误差校正,最后把测量系统统一到一个图像坐标系。该标定方法应用于钢坯轮廓尺度测量中,实测数据表明其具有较强的鲁棒性和可行性,测量误差为0.05 mm。