基于雙目視覺的智能三坐標測量機零件位姿識別技術(shù)研究.pdf

1、三坐標測量機是現(xiàn)代制造業(yè)中的精密測量設(shè)備之一，其檢測過程的自動化和智能化將會給三坐標測量機帶來廣闊的運用空間，使其能夠更好的適應(yīng)制造業(yè)快速發(fā)展的需求，因此實現(xiàn)并改進三坐標測量機的智能化和自動化是新一代三坐標測量機的主要發(fā)展趨向。零件位姿自動識別功能是智能三坐標測量機的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是實現(xiàn)智能檢測的前提。通過利用視覺系統(tǒng)對被測零件進行成像從而確定零件的放置方式、位置和姿態(tài)，是實現(xiàn)零件位姿自動識別最為重要的方法之一。
　　 本論文

2、是國家科學(xué)自然項目（復(fù)雜零件的測量信息生成與獲取機制及其智能三坐標測量關(guān)鍵技術(shù)研究，項目編號:51075119）的子課題，主要工作包括以下幾個方面:
　　 1)利用三坐標測量機能高精度平移的特性建立了單攝像機立體視覺系統(tǒng)。明確識別系統(tǒng)的主要任務(wù)以及選用此系統(tǒng)模型進行零件位姿識別的原理及優(yōu)點。
　　 2)攝像機標定。攝像機標定是視覺檢測系統(tǒng)研究的重點問題之一。研究了單攝像機立體視覺標定方法，此標定過程只需對攝像機的內(nèi)外參數(shù)

3、標定一次，簡化了標定過程，降低了標定工作量。
　　 3)圖像處理。對攝像機采集到的圖像進行濾波，二值化，邊緣檢測等操作，最終提取零件完整邊緣輪廓。
　　 4)基于組合不變矩的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)零件模式識別。采用組合不變矩特征，包括HU矩、仿射不變矩、歸一化轉(zhuǎn)動慣量，并用主成分分析法進行特征選擇，用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對零件放置方式進行識別。
　　 5)立體匹配。提出了一種基于邊緣圖像質(zhì)心平移的立體匹配方法，在進行立體匹配時，先

4、提取零件圖像的邊緣質(zhì)心坐標，然后利用兩幅邊緣圖像質(zhì)心的偏移距離作為約束條件尋找對應(yīng)的特征匹配點，完成平行雙目視覺立體匹配。
　　 6)零件位姿識別。利用立體視覺三維重建獲得的信息與零件CAD模型中的信息，通過求解兩坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，最終實現(xiàn)了零件在CMM中放置位置和方向的自動識別功能。
　　 論文在零件位姿識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，攝像機標定、圖像處理、零件模式識別、立體匹配和零件位姿計算方面進行了理論分析和實驗研究，提出了一些