本文主要研究内容
作者韩利亚（2019）在《热成形件在线自动化三维测量技术研究》一文中研究指出：热模锻产品在发电、造船、石化、航空、航天、军工等领域有广泛应用,是高端装备中重要的承力部件,热模锻产品的制造水平是衡量一个国家工业实力和军工能力的重要标志。在线获取热成形件三维形貌数据,可为热模锻工艺的改进和质量控制提供重要的数据支撑,对于提高我国模锻件制造水平具有重要的意义。近年来,热成形件检测技术不断进步,涌现出多种热成形件测量方法。其中,基于面结构光三维测量的热成形件检测方法具有测量速度快、数据密度大等优势,并且具备与工业机器人结合,对大中型及复杂锻件进行自动化多视图测量以获取其完整形貌的潜力。然而,由于热成形件生产环境恶劣,要将现有技术应用于热成形件在线自动化三维测量,还面临以下问题:锻造工厂振动干扰下,三维测量数据难以稳定获取;高温高热辐射环境下,测量视点规划难以现场实施;锻造生产线复杂背景下,测量数据尺寸难以准确提取等。为此,本文针对上述问题开展研究,攻克高速投影与振动补偿方法、测量视点虚拟规划方法、多视图数据融合与背景去除方法等关键技术,形成一套完整的热成形件在线自动化三维测量技术体系,具体研究工作如下:针对锻造工厂中锻压机工作振动导致三维测量数据难以稳定获取的问题,提出高速投影与振动补偿方法。通过分析多频相移方法与数字光处理(Digital Light Processing,DLP)投影平台框架下投影-采集速度受限的问题,提出基于改进帧灰度调制的投影加速方法,大幅提高测量设备的投影-采集速度,将设备所受振动影响限制在较小的范围内,降低振动检测和补偿的难度。在此基础上,分析振动导致的图像序列错位对相位恢复和相位展开的影响,阐明多频相移图像之间的全局像素约束关系,提出基于图像间灰度特征差异计算的振动检测方法,以及基于图像间单应映射计算的振动误差补偿方法。所提出的高速投影与振动补偿方法提高了测量设备在振动工况下的稳定性,保证了振动干扰下高精度三维数据的稳定获取。针对锻件生产环境高温高热辐射导致测量规划难以现场实施的问题,提出一种基于视点获取与可达性验证的测量视点虚拟规划方法。具体地,对于视点获取过程,提出了一种基于三维传感器模型的体元(Voxel)分区和视点产生方法,并建立了视点成像质量的评价机制,筛选出具有最佳成像质量的测量视点。对于视点可达性验证过程,建立传感器-机器人统一模型,提出融合手眼关系的机器人运动学模型对复杂的机械-光学系统进行描述,无需手眼坐标转换直接验证视点能否由机器人到达,降低视点可达性验证的难度,提高测量规划的效率。所提的测量视点虚拟规划方法解决了热成形件在线测量中的测量规划问题,避免了在危险环境中进行现场人工示教规划。针对生产线环境中背景数据与目标数据连接紧密导致关键尺寸难以准确提取的问题,提出多视图数据融合与背景去除方法。具体地,针对现有多视图数据融合方法的局限,提出机器人重复性测量空间定位方法,实现不依赖外部定位的多视图数据融合,提高测量数据中目标数据特征总量,为数据配准提供计算基础。在此基础上,提出一种基于动态自适应阈值的改进迭代最近点(Iterative Closest Point,ICP)方法,在融合数据与设计模型迭代配准的过程中由远及近剔除背景数据,在达到精确配准的同时删除了绝大多数无关背景数据,避免了现有ICP方法配准不收敛的问题和点云滤波方法目标数据误删除的问题。所提出的多视图数据融合与背景去除方法为后续数据分析和尺寸提取奠定了基础,在热成形件在线自动化三维测量场景下,具有独特的优势。在攻克上述关键技术的基础上,通过解决远距离数据传输、测量设备热防护等工程问题,成功研制出热成形件在线自动化三维测量装备,并在湖北三环车桥有限公司、湖北三环锻造有限公司的锻造生产线上进行了实际应用,改变了相关企业无法测量热态锻件,只能进行冷态锻件抽检的现状,实现了热态锻件的全测全检和在线测量。
Abstract
re mo duan chan pin zai fa dian 、zao chuan 、dan hua 、hang kong 、hang tian 、jun gong deng ling yu you an fan ying yong ,shi gao duan zhuang bei zhong chong yao de cheng li bu jian ,re mo duan chan pin de zhi zao shui ping shi heng liang yi ge guo jia gong ye shi li he jun gong neng li de chong yao biao zhi 。zai xian huo qu re cheng xing jian san wei xing mao shu ju ,ke wei re mo duan gong yi de gai jin he zhi liang kong zhi di gong chong yao de shu ju zhi cheng ,dui yu di gao wo guo mo duan jian zhi zao shui ping ju you chong yao de yi yi 。jin nian lai ,re cheng xing jian jian ce ji shu bu duan jin bu ,chong xian chu duo chong re cheng xing jian ce liang fang fa 。ji zhong ,ji yu mian jie gou guang san wei ce liang de re cheng xing jian jian ce fang fa ju you ce liang su du kuai 、shu ju mi du da deng you shi ,bing ju ju bei yu gong ye ji qi ren jie ge ,dui da zhong xing ji fu za duan jian jin hang zi dong hua duo shi tu ce liang yi huo qu ji wan zheng xing mao de qian li 。ran er ,you yu 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guo fen xi duo pin xiang yi fang fa yu shu zi guang chu li (Digital Light Processing,DLP)tou ying ping tai kuang jia xia tou ying -cai ji su du shou xian de wen ti ,di chu ji yu gai jin zhen hui du diao zhi de tou ying jia su fang fa ,da fu di gao ce liang she bei de tou ying -cai ji su du ,jiang she bei suo shou zhen dong ying xiang xian zhi zai jiao xiao de fan wei nei ,jiang di zhen dong jian ce he bu chang de nan du 。zai ci ji chu shang ,fen xi zhen dong dao zhi de tu xiang xu lie cuo wei dui xiang wei hui fu he xiang wei zhan kai de ying xiang ,chan ming duo pin xiang yi tu xiang zhi jian de quan ju xiang su yao shu guan ji ,di chu ji yu tu xiang jian hui du te zheng cha yi ji suan de zhen dong jian ce fang fa ,yi ji ji yu tu xiang jian chan ying ying she ji suan de zhen dong wu cha bu chang fang fa 。suo di chu de gao su tou ying yu zhen dong bu chang fang fa di gao le ce liang she bei zai zhen dong gong kuang xia de wen ding xing ,bao zheng le zhen dong gan rao xia gao jing du 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xian ce liang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华中科技大学的韩利亚，发表于刊物华中科技大学2019-10-11论文，是一篇关于热成形件论文,在线检测论文,自动化三维测量论文,工业机器人论文,三维传感器论文,华中科技大学2019-10-11论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华中科技大学2019-10-11论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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