激光扫描测头视觉系统结构参数优化

线结构光视觉测量系统是激光扫描测头的重要组成部分,为了提高激光扫描测头的测量精度及可靠性,提出一种线结构光视觉系统结构参数优化设计方法。分析了影响该测量系统整体测量精度的因素以及该测量系统的结构误差模型,并建立了应用于激光扫描测头的结构约束条件,通过该约束条件建立了结构参数优化仿真系统,进而得到仿真优化后的结构参数,即最优结构参数,并设计实测实验验证其合理性。测得优化后的线结构光视觉系统测量空间点间距相对误差为0.019 8mm,本文结果表明优化方法的有效性,并具有较好的精度。

基于自由状态平面靶标校准的激光扫描测头研究

研究了三维激光扫描测头的数学模型,构建一种面向现场的三坐标视觉测量系统。其标定方法基于平面自由移动靶标,设计了基于二次曲面拟合的空间几何参数测量方法。实验结果表明在测量范围为900mm×600mm×600mm的情况下,测量误差范围小于0.3%。

利用双激光器标定激光测头的光平面

提出了一种可以在现场对激光扫描测头进行光平面标定的方法。依据摄像机标定的模型,建立了光平面的数学模型,设计了用两条不平行的激光光条交替出现在标定棋盘上的方法,用来获取更加精确的特征点。在摄像机视场范围内,多次变换棋盘标靶位置,得到更多的特征点。坐标变换后对这些特征点进行平面拟合,得到激光平面在摄像机坐标系下的方程。试验结果表明:光平面标定的平均误差为0.028 mm。在三坐标测量机上验证其测距精度,结果表明激光扫描测头测距的最大误差为0.031 mm,说明本文方法具有较高的标定精度,且适合现场标定。

激光扫描在质量检验中的应用

阐述了利用三坐标测量机和激光扫描测头,对工件进行扫描,通过Geomagic Qualify软件对扫描点云处理,进行质量检验,缩短检验时间及拓宽检查手段。

自由曲面模型测量和误差分析教学实验开发

针对自由曲面模型的测量、误差分析及关键技术问题,采用先进的仪器设备(关节臂式测量机、激光扫描测头、硬测头)开发出探究型教学实验。叙述了自由曲面模型的测量方法,介绍了实验内容和关键技术,进行了误差分析。

Geomagic Studio在岩石三维建模中的应用

用岩石作为研究目标,以便携式关节臂测量机与Scanworks V5激光扫描测头配合工作的方式对岩石各表面进行扫描,利用Geomagic Studio软件对扫描获取的点云数据进行后处理得到精度较高、质量较好的三角形面网格形式的岩石几何边界模型。在EDEM中采用有重叠法对岩石几何边界内部区域进行颗粒填充,实现几何形状不规则的岩石颗粒的三维离散元建模。方便后续利用离散元软件EDEM对已建好三维离散元模型进行仿真分析,研究不同的颗粒尺寸、形状及颗粒分布等因素对材料的微观力学性能的具体影响。