基于双目立体视觉的大型工件尺寸测量技术研究

《基于双目立体视觉的大型工件尺寸测量技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ReseachonlargesizeoftheworkpiecemeasurementtechnologybasedonbinocularstereovisionDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofTechnologyinpartialfulfillmentofrequirementforthedegreeofMasterofEngineeringByXiangHuaWangSupervisors：Prof．JinMingZhangMay2012Pr

2、of．GuangMingZhang摘要随着科技的发展和工、№制造水平的提高，现代工业特别是航空航天、汽车、造船、石油及天然气储运、大型机械加工、涡轮机、发电机等领域，需要对各类大型工件外部尺寸进行精密三维测量，也就是需要进行大型工件的整体几何尺寸的测量。尺、J‘测量是其生产制造过程中的关键技术环节，大型工件尺寸的测量结果直接关系到工件的质量和后期产品的在线加工。由于大型工件尺寸较大，一般测量上具很难对其进行测量。在分析了国内外研究现状的基础上，采用了基于双目立体视觉测量原理的大型工件尺寸测量技术，

3、然后针对其关键技术开展了深入研究。给出了双日立体视觉大型工件尺寸测量系统的测量原理和测量数学模型。采用光束法平差原理求得了精确的测量笔标志点j维坐标，并利用了基于单点多姿态的测量笔测头自标定算法，实现了对测量笔结构参数的完整标定。选取了具有线性和旋转对称性的高斯平滑滤波器，从而能够很好的抑制图像噪声和控制标志点图案边缘位置的准确性；使用基于数学形态学的阈值分割算法，实现了图像标志点区域的准确分割；利用基于Zemike矩和Canny算子的亚像素边缘检测算法得到了测量笔标志点亚像素边缘；使用一种利用梯

4、度幅值作为权重因子的最d,--乘拟合算法来求取标志点椭圆中心，并通过严格的实验证明了拟合算法的准确性和稳定性。摄像机的准确标定是保证视觉测量精度的前提。在分析了传统摄像机标定方法的基础上，针对传统优化算法在摄像机标定中存在对初始值敏感、收敛性差、易陷入局部最优等缺点，采用一种并行粒子群优化算法进行了摄像机所有参数的标定。该算法克服了传统算法的不足，有效解决了双目立体视觉摄像机标定的高维寻优的非线性优化问题。测量系统实验证明系统原理正确，算法可靠，具有较高的精度，能够满足一定精度要求的大型工件尺寸测

5、量需求，具有很好的实用性。关键词：双目立体视觉大型工件尺寸图像处理摄像机标定尺寸测量ABSTRACTWiththedevelopmentofsciencetechnologyandtheimprovementofindustrialmanufacturinglevel，modernindustry，especiallythefieldofaerospace，automotive，shipbuilding，oilandnaturalgasstorageandtransportation，largem

6、achining，turbine，generator，etc．，theyallneedtohaveprecisionthree—dimensionalmeasurementsfortheexternaldimensionsofvariablelargeparts．Thatis，theyneedtomeasuretheoverallgeometricdimensionsforlargeparts．Thesizemeasurementisthekeytechnicalaspectsofitsmanuf

7、acturingprocess，thesizemeasurementresultofthelargepartsisdirectlyrelatedtothequalityoftheworkpieceandpostproductsonlineprocessing．Foralargersizeoflargeparts，generallymeasuringtoolisdifficulttomeasurethem．Basedontheanalysisofthepresentdomesticandforeig

8、nresearches，thispaperproposesalargerpartssizemeasuringtechnologybasedonbinocularstereovisionmeasuringprinciple，thenhasin—depthstudiesofitskeytechnologies．Thispapergivesthemeasurementmathematicalmodelandprincipleforbinocularstereovisionmeasurem