基于多目视觉的弯管空间参数测量方法

针对大尺寸复杂弯管空间参数的测量精度难以保障、测量效率低的问题,提出一种基于多目视觉的非接触式弯管空间参数测量方法。该方法根据多目视觉原理,利用基于中心轴线的匹配方法,从不同视点获取弯管空间轴线的三维坐标,并利用边缘线计算弯管外径,最后利用三维建模技术重建被测弯管的三维模型。设计并建立了一个八目相机的弯管空间参数测量系统,测量实验证明该方法和测量系统可以实现弯管空间参数的快速测量,测量时间可控制在1 min内,两端面中心点测量误差为0.25 mm,外径测量误差为0.0721 mm,弯曲角度测量误差为0.278°。

多关节扫描仪的定标、数据处理和三维建模

研究了多关节扫描仪从定标、数据采集、数据处理和显示到三维建模的全过程 .在定标模块使用了遗传算法 ,从而提高了坐标测量的精度 ;在数据处理方面则实现了边采集边显示的人机交互方式 ,提高了测量点的可靠性 ;在三维构型方面 ,则使用了基于轮廓线的方法 。

接触式多关节三维扫描仪研究

论述了拥有自主知识产权的接触式多关节三维扫描仪3DLCS-400的硬件系统和软件系统的基本构成、主要特点和实现方法。在此基础上,研究了接触式三维信息获取中的一些关键技术———数据采集与三维显示的同步、坐标计算和误差校正、三维构型重建。采用基于API函数的异步多线程串行通信和OpenGL三维显示技术,提出了一种修正最小二乘法和基因可变限改进遗传算法相结合的参数标定方法和运用轮廓线的三维散乱数据构型方法。该产品的研制成功填补了国产三维信息获取系统的一个空白。

基于互补视角的喷涂工件快速重建

喷涂工件的3D模型在机器人自动喷涂生产线中具有重要意义,它是机器人喷涂路径规划和自主编程的基础。针对实际喷涂应用中工件的3D模型无法获取或与实际工件存在偏差的问题,提出一种基于互补视角的多相机快速建模方法。首先,采用两个对立装配的RGB-D相机,以互补的视角分时采集工件的局部点云;然后基于自制的简易双面标定板,提出一种基于交点共面联合优化的外参标定算法,准确估算无重合视场的多相机相对空间位姿关系;最后根据此位姿关系融合两个相机采集的局部点云,实现喷涂工件的快速3D重建。实验表明,本文方法可以完整的重建结构复杂的多面体工件,重建时间低于160 ms,误差约为5.3 mm。