基于結(jié)構(gòu)光視覺的砂輪輪廓三維測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著人工智能的飛速發(fā)展，工業(yè)機器人的廣泛運用使具有復雜曲面的零件(如汽輪機葉片)的磨削加工逐步走向了自動化。然而實際磨削過程中，工件的表面質(zhì)量卻不僅僅取決于機器人的路徑規(guī)劃精度，砂輪輪廓特征參數(shù)對其也有著直接的影響。在機器人路徑規(guī)劃中，需要充分考慮砂輪的徑向磨損量以進行實時地補償，通過在線獲取砂輪表面的曲率和輪廓度以避免磨削過程中砂輪與工件表面產(chǎn)生干涉。由于國內(nèi)外對砂輪工作時的外徑、曲率和輪廓度等特征參數(shù)的變化關(guān)注較少，導致適用于砂輪輪

2、廓參數(shù)測定的系統(tǒng)較為罕見。而且，能夠進行測量的系統(tǒng)又由于其結(jié)構(gòu)復雜、龐大，單純用于砂輪輪廓特征參數(shù)的分析，往往會造成資源的浪費，增加生產(chǎn)成本，降低檢測效率。本文設計了一種基于結(jié)構(gòu)光視覺的砂輪輪廓三維測量系統(tǒng)，通過對砂輪輪廓的實際測量，證明了該測量系統(tǒng)的可行性，可應用于自動化磨削加工過程中砂輪輪廓參數(shù)的快速提取。
　　本文首先研究了激光光條紋中心線的高效提取方法。在對光條紋原始圖像進行預處理的基礎上，針對光平面標定過程靶標圖像中的直

3、線光條紋，提出了一種直線光條紋中心線的快速提取算法；針對曲率呈隨機變化的砂輪輪廓光條紋中心線，對高斯擬合法進行了改進，保證了光條紋中心線的提取精度和速度。其次對砂輪輪廓測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的標定進行了研究。在張正友標定原理的基礎上，建立了一種攝像機成像非線性模型，實現(xiàn)了攝像機幾何參數(shù)的高精度標定；結(jié)合基于平面靶標的光平面標定特征點提取方法，實現(xiàn)了光平面結(jié)構(gòu)參數(shù)的簡單高效標定；根據(jù)載物回轉(zhuǎn)臺繞回轉(zhuǎn)中心圓周轉(zhuǎn)動的特點，設計了基于棋盤靶標的回轉(zhuǎn)中