汽车大型模具实型的三维摄影测量检测

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,如汽车大型模具和覆盖件、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。文章针对汽车大型模具泡沫实型的快速检测,完成了基于近景三维摄影测量技术的XJTUDP系统,研究了摄影测量的关键技术,包括测量理论、标志点的亚像素识别、相机自标定、标志的自动匹配、并进行了大量的实验验证。使用环形编码标志点实现相机姿态自动定向,将相机自标定技术应用于光束平差,用于优化测量结果。通过多个相机位置外极关系解决非编码标志点的匹配与重建问题,去除了标志点厚度带来的测量误差。实验结果表明,该系统与德国TRITOP系统测量结果偏差小于0.01mm,20min内可以完成3m×3m×3m的大型工件测量。     

板料变形三维数字散斑应变测量分析系统研究

针对板料变形中应变检测的常规方法和传统方法存在的不足,通过数字散斑相关方法、计算机双目视觉理论和材料力学理论分析了试件表面变形前后的散斑图像,来动态跟踪试件表面上几何点的运动并得到三维位移场,在此基础上计算得到试件的三维应变场.基于此原理开发了XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统.应用带孔铝质制件进行了单向拉伸实验.测量结果表明,该系统能较好的反映板料变形过程中的三维应变状态,较好的测量试件表面的三维轮廓,直观再现工件表面的变形场、应变场和成形极限图(FLD),对于需要测量的关键点可以实现重点跟踪,动态测量出该点在任意时刻任意位移的应变.该系统可以应用到不同的力学测量现场.     

高速三维数字图像法测量手机跌落全场应变

为了测量手机跌落时的变形与应变,基于数字图像相关法及双目立体视觉原理,提出一种用于手机跌落试验中变形与应变测量的方法,并研制了相应的高速三维全场应变光学测量系统。针对手机跌落碰撞过程中,角度变化导致散斑匹配失败率高,变形应变场缺损严重的问题,利用高速相机高速采集图像,并改进图像匹配方法,采用顺序逐帧基准匹配,保证了测量精度,提高了应变场完整度。研制了光学测量系统,设计了试验方案,进行了数字图像测量方法与动态应变仪测量结果的对比,对改进的散斑匹配方案进行了验证。试验结果表明,本文的方法使变形应变场的完整度提高了21%,其位移动态测量精度为0.42%,应变测量精度为0.5%。本文的方法和系统可以满足手机跌落碰撞全场变形与应变测量的要求,与传统测量方式相比有明显优势,是研究手机跌落碰撞变形规律的有效途径。     

CSF核壳结构树脂乳液的研究

本文重点介绍运用梯度共聚的合成方法,制得的具有核壳结构的丙烯酸-乙烯树脂乳液的原理、性能及应用效果。     

采用数字图像相关法的人体测量

为了能够快速重建三维人体点云数据,提出并实现了一种基于数字图像相关法的快速人体测量技术。首先搭建由彩色相机、黑白相机和散斑投射器构成的人体测量系统,采用光束平差法完成系统的总体标定。控制散斑投射器与黑白相机同时触发,在散斑结构光投射的瞬间,黑白相机采集带有散斑图案的人体,彩色相机拍摄真实人体图像。应用数字图像相关法完成图像匹配,用双目立体视觉解算出人体点云,多视场点云自动配准最终得到完整的三维人体点云数据。实验结果表明,扫描得到的人体数据完整,细节特征保持且速度不足一秒,可以满足人体测量的要求。     

用于工业三维点测量的接触式光学探针

为了快速、准确地获得大尺寸工业产品或带有深槽孔工件的关键点三维坐标,本文基于工业近景摄影测量理论、立体视觉技术等,研究并实现了两种工业便携式、接触式光学探针测量系统。研究了测量系统涉及的探针设计、探针标定以及三维点解算等关键技术,设计了点阵式和手持相机式两种适用于不同工业场合的工业探针。针对点阵式探针的测量,提出了一种用于解算探针坐标系与世界坐标系相对关系的点云匹配方法。此外,采用拟合虚拟球的方法准确标定了两种探针的内部参数。最后,通过对比标准球与三坐标测量机的测量结果,得到系统的测量精度可达0.1 mm/m。该精度满足一般大、中型工件的三维点测量精度标准。     

基于Geomagic和UG的快速参数化逆向建模方法

提出了一种基于逆向设计软件Geomagic和三维建模软件UG的产品快速参数化逆向建模新思路。首先,利用逆向设计软件Geomagic Studio对扫描获得的物体点云数据进行处理,主要包括三角化阶段和多边形阶段处理,获得网格包络曲线;其次,将构建的网格包络曲线导入三维建模软件UG中进行参数化曲面构建;最后,对新方法的建模精度进行了评价。实验结果表明,该方法不仅能获得高精度的曲面模型,还可以大幅度的缩短产品设计和开发周期。     

三维数字化尺寸检测在逆向工程中的研究及应用

大量A级曲面的出现和CIMS的推广使用,对传统的检测手段提出更高的要求。对尺寸检测的方法进行较全面的阐述,提出了数据挖掘在逆向工程中的新概念,基于Geomagic Qualify,对三维数字化尺寸的检测应用列举实例,借助于计算机的三维全尺寸检测,势必在逆向工程中掀起新的研究热潮。     

数字图像相关法的板料成形极限研究与应用

为了克服现有板料成形极限测定方法的不足,采用XJTUDIC三维数字散斑应变测量系统,实现了一种基于数字图像相关法的板料成形极限测定新方法。首先,将测量系统架构在杯突试验机上,记录从试验过程初始到破裂的一系列图像,实现应变在线、全场测定。然后,通过对破裂前的最后一张图像进行截线,拟合数据,对颈缩区域插值得到极限应变,从而绘制成形极限曲线图。最后,通过对SPCC36型号碳钢材料板料件成形极限的测量,验证了本文方法的可行性和有效性。     

数字图像相关法测量金属薄板焊接的全场变形

提出了一种基于数字图像相关法和双目视觉技术的全场三维变形测量方法来测量金属薄板焊接过程中的高温变形.首先,提出一种基于种子点的高精度图像匹配算法求解相关匹配非线性优化初值.然后,介绍了三维坐标重建以及三维位移、三维应变的求解算法.最后,借助于VC+ +6.0开发环境,研制了用于薄板焊接全场变形测量的实验系统.为验证本文方法在材料力学性能实验方面的可行性,利用标准材料试验机和自主研制的图像采集装置设计了钢试件的标准拉伸实验,并采用Q235板材件进行了焊接变形测量实验.实验表明:本文方法的应变测量精度为0.5％,与引伸计的测量结果基本相当;与传统的测量方法相比,提出的方法可以更全面、更直观地测量金属薄板在整个焊接过程中的三维移和应变场,并且测得的3个方向的位移变化曲线过渡自然、数据合理,是研究焊接变形规律的有效手段.