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智能三坐标测量机中零件位置自动识别系统

仪器仪表学报 2003年第2期24卷 165-170页

作者：马新辉张国雄王建利刘书桂天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

提出了一种基于机器视觉和 CAD三维模型的零件自动定位方案 ,利用虚拟图像匹配的方法确定零件在工作台上的位置和方向。在 CAD三维模型中 ,针对零件的可能放置方式通过透视成像的方法形成多幅虚拟图像。CCD产生的实际图像与各幅虚拟图... 详细信息

提出了一种基于机器视觉和 CAD三维模型的零件自动定位方案 ,利用虚拟图像匹配的方法确定零件在工作台上的位置和方向。在 CAD三维模型中 ,针对零件的可能放置方式通过透视成像的方法形成多幅虚拟图像。CCD产生的实际图像与各幅虚拟图像进行匹配。确定零件坐标系与机器坐标系的关系 ,达到定位目的。最后在三坐标测量机平台上实现了该方法。

关键词：位置识别机器视觉 CAD 图像匹配透视成像虚拟图像智能三坐标测量机

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智能三坐标测量机视觉系统关键技术的研究

智能三坐标测量机视觉系统关键技术的研究

作者：师晓宁河北科技大学

学位级别：硕士

智能三坐标测量机是新一代三坐标测量机的发展方向，它使得三坐标测量机在进行测量及检测时更具智能化与自动化。零件位姿自动识别作为智能三坐标测量机的关键技术之一，在三坐标测量机智能化的发展过程中占有举足轻重的地位，而视觉系... 详细信息

智能三坐标测量机是新一代三坐标测量机的发展方向，它使得三坐标测量机在进行测量及检测时更具智能化与自动化。零件位姿自动识别作为智能三坐标测量机的关键技术之一，在三坐标测量机智能化的发展过程中占有举足轻重的地位，而视觉系统又是实现零件位姿自动识别中最为重要的实现方法之一。同时，本课题研究内容为国家自然科学基金项目（复杂零件的测量信息生成与获取机制及其智能三坐标测量关键技术研究）的第一部分，是课题后续研究内容的基础和前提。鉴于此，课题对零件位姿自动识别系统中视觉系统关键技术进行了探讨和研究，比较全面的分析了智能三坐标测量机、零件位姿自动识别技术以及视觉测量技术的发展现状，阐述了零件位姿自动识别系统以及视觉系统的主要内容及应用功能，提出了利用视觉系统进行零件位姿自动识别以及零件三维信息测量的方法。并针对零件位姿自动识别系统中的关键技术以及论文提出的零件三维信息的测量方法，以MATLAB为工具，进行了程序编制和验证，使实验过程更为直观，同时验证了所提方法的可行性。论文中完成的主要工作包括以下几方面内容： 1)机器视觉系统与零件位姿自动识别系统的组成及原理。对零件位姿自动识别系统的组成及原理进行了研究，分析了识别过程中主要完成的任务以及利用视觉系统所要完成的工作。同时针对视觉系统的组成，原理以及摄像机的数学模型进行了深入研究。 2)摄像机标定。摄像机是视觉系统中的关键成份，为了提高采集图像数据的准确度、可靠性，因而，需对摄像机进行标定。 3)图像处理。由视觉系统采集获取零件图像，为了进一步得到识别过程中所需要的图像数据信息，需要对零件图像进行图像滤波，图像二值化，边缘提取，图像形态学分析等图像处理操作。 4)零件放置姿态识别及利用单摄像机双目立体视觉方法测量零件三维信息。利用BP神经网络方法对零件放置方式进行了识别，以立体视觉测量原理为基础，提出了在三坐标测量机上采用单目立体视觉测量对零件三维坐标信息进行测量的方法。 5)利用MATLAB进行程序编制以实现识别过程及功能。以MATLAB为工具，进行了零件位姿自动识别程序设计与编制，实现了图像实时显示，图像采集，图像处理，摄像机参数标定，放置方式识别以及三维信息测量等功能。

关键词：智能三坐标测量机位姿识别视觉测量图像处理立体视觉 MATLAB

基于双目视觉的智能三坐标测量机零件位姿识别技术研究

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基于双目视觉的智能三坐标测量机零件位姿识别技术研究

作者：韩宁河北科技大学

学位级别：硕士

三坐标测量机是现代制造业中的精密测量设备之一，其检测过程的自动化和智能化将会给三坐标测量机带来广阔的运用空间，使其能够更好的适应制造业快速发展的需求，因此实现并改进三坐标测量机的智能化和自动化是新一代三坐标测量机的主... 详细信息

三坐标测量机是现代制造业中的精密测量设备之一，其检测过程的自动化和智能化将会给三坐标测量机带来广阔的运用空间，使其能够更好的适应制造业快速发展的需求，因此实现并改进三坐标测量机的智能化和自动化是新一代三坐标测量机的主要发展趋向。零件位姿自动识别功能是智能三坐标测量机的关键技术之一，也是实现智能检测的前提。通过利用视觉系统对被测零件进行成像从而确定零件的放置方式、位置和姿态，是实现零件位姿自动识别最为重要的方法之一。本论文是国家科学自然项目（复杂零件的测量信息生成与获取机制及其智能三坐标测量关键技术研究，项目编号：51075119）的子课题，主要工作包括以下几个方面： 1)利用三坐标测量机能高精度平移的特性建立了单摄像机立体视觉系统。明确识别系统的主要任务以及选用此系统模型进行零件位姿识别的原理及优点。 2)摄像机标定。摄像机标定是视觉检测系统研究的重点问题之一。研究了单摄像机立体视觉标定方法，此标定过程只需对摄像机的内外参数标定一次，简化了标定过程，降低了标定工作量。 3)图像处理。对摄像机采集到的图像进行滤波，二值化，边缘检测等操作，最终提取零件完整边缘轮廓。 4)基于组合不变矩的BP神经网络零件模式识别。采用组合不变矩特征，包括HU矩、仿射不变矩、归一化转动惯量，并用主成分分析法进行特征选择，用BP神经网络对零件放置方式进行识别。 5)立体匹配。提出了一种基于边缘图像质心平移的立体匹配方法，在进行立体匹配时，先提取零件图像的边缘质心坐标，然后利用两幅边缘图像质心的偏移距离作为约束条件寻找对应的特征匹配点，完成平行双目视觉立体匹配。 6)零件位姿识别。利用立体视觉三维重建获得的信息与零件CAD模型中的信息，通过求解两坐标系之间的转换关系，最终实现了零件在CMM中放置位置和方向的自动识别功能。论文在零件位姿识别系统结构，摄像机标定、图像处理、零件模式识别、立体匹配和零件位姿计算方面进行了理论分析和实验研究，提出了一些新的方法。这些工作为使系统如何进一步提高精度、简化位姿识别过程奠定了一定的基础。

关键词：智能三坐标测量机位姿识别单目立体视觉图像处理 BP神经网络组合不变矩立体匹配

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智能三坐标测量机检测规划问题的研究

计量与测试技术 2017年第8期44卷 57-58页

作者：杨新建常州市计量测试技术研究所江苏常州213164

针对智能三坐标测量机检测的关键问题,对自动检测中的碰撞规避与检查问题、检测路径的规范方法、测量点位置和数目的确定以及检测头与测头方向的选择等相关问题进行了详细的阐述,并提出了促进检测规划的可靠性,提高检测规划效率的一些... 详细信息

针对智能三坐标测量机检测的关键问题,对自动检测中的碰撞规避与检查问题、检测路径的规范方法、测量点位置和数目的确定以及检测头与测头方向的选择等相关问题进行了详细的阐述,并提出了促进检测规划的可靠性,提高检测规划效率的一些建议。

关键词：智能三坐标测量机检测规划研究

基于智能三坐标测量机的零件位姿单目立体视觉识别

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光学精密工程 2013年第5期21卷 1326-1332页

作者：黄风山刘恩福方忆湘韩宁河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

为了使三坐标测量机快速准确地识别出被测零件的位姿,提出了一种基于三坐标测量机平动的单目立体视觉识别方法,并对该方法的原理、位姿参数的求解和识别过程进行了研究。根据双目立体视觉原理,以三坐标测量机带动摄像机沿X轴或Y轴平移,... 详细信息

为了使三坐标测量机快速准确地识别出被测零件的位姿,提出了一种基于三坐标测量机平动的单目立体视觉识别方法,并对该方法的原理、位姿参数的求解和识别过程进行了研究。根据双目立体视觉原理,以三坐标测量机带动摄像机沿X轴或Y轴平移,在两个不同位置分别拍摄被测零件的一幅图像;利用本文提出的基于边缘图像质心偏移的同名像点匹配方法,实现单摄像机立体视觉测量,得到被测零件上各特征点在摄像机坐标系中的三维坐标;由摄像机标定参数,进一步计算出各特征点在机器坐标系中的三维坐标;再结合各特征点在零件CAD坐标系中的对应坐标,求解出被测零件的位姿参数。组建了识别系统,进行了识别实验,结果显示,识别出的实验件位姿的平移量分别为:txl=32.65mm,tyl=-90.23mm,tzl=13.27mm,旋转角分别为AX=38°,AY=4°,AZ=-5°,整个识别过程用时1.818s。得到的实验数据表明该识别方法是可行的,可满足实时测量要求。

关键词：智能三坐标测量机零件位姿识别单目立体视觉图像匹配

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零件轮廓测量机安全监测系统的设计

机械工程学报 2006年第2期42卷 212-215页

作者：张宏伟张国雄刘书桂裘祖荣于复生天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为适应现代先进制造业质量检测自动化的需要,研究开发能够在线非接触、高精度自动检测的智能三坐标测量机已经成为制造业发展的必然趋势,其中机器视觉检测技术的应用为实现复杂自由曲面的自动化检测提供了技术支持。介绍了零件轮廓测量... 详细信息

为适应现代先进制造业质量检测自动化的需要,研究开发能够在线非接触、高精度自动检测的智能三坐标测量机已经成为制造业发展的必然趋势,其中机器视觉检测技术的应用为实现复杂自由曲面的自动化检测提供了技术支持。介绍了零件轮廓测量机的工作原理,分析了回转工作台和偏心调整机构在回转体零件测量系统中的作用。采用合理的图像处理技术,完成了包括测量工位上异常物体的检测、工件类型识别和工件位置检测等功能在内的图像识别系统的设计。

关键词：智能三坐标测量机机器视觉回转体零件图像处理

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提高零件轮廓测量机偏心调整精度的方法

纳米技术与精密工程 2008年第3期6卷 217-221页

作者：贺国权罗军刘书桂天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室中国工程物理研究院军代表室绵阳621900

为了满足研制的零件轮廓测量机实现回转体零件的非接触自动测量,利用激光测头等部件设计了偏心自动调整机构.由于系统中有交流伺服电机驱动器干扰信号,激光测头容易受到环境电磁干扰,造成偏心调整的定心误差较大.为此,在介绍偏心调整控... 详细信息

为了满足研制的零件轮廓测量机实现回转体零件的非接触自动测量,利用激光测头等部件设计了偏心自动调整机构.由于系统中有交流伺服电机驱动器干扰信号,激光测头容易受到环境电磁干扰,造成偏心调整的定心误差较大.为此,在介绍偏心调整控制原理的基础上,针对干扰信号的特点,设计了一种滤除干扰信号的电路,给出了电路框图和关键电路.实验结果表明:偏心调整的定心误差由原来的0.6,mm降至0.1,mm,能够提高偏心调整的精度.对交流伺服电机驱动器干扰信号的处理具有实际的指导意义.

关键词：智能三坐标测量机偏心误差调整激光测头电磁干扰

智能三坐标测量中的检测信息识别与获取技术发展

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河北科技大学学报 2013年第2期34卷 134-141,165页

作者：方忆湘高婷黄风山河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

智能三坐标测量中的检测信息主要包括公差信息和几何信息,其识别与获取是实现计算机辅助设计技术与三坐标测量机集成的关键因素。介绍了智能三坐标测量技术的概念和基本原理,回顾了检测信息获取的发展历程和主要研究工作,基于当前全三... 详细信息

智能三坐标测量中的检测信息主要包括公差信息和几何信息,其识别与获取是实现计算机辅助设计技术与三坐标测量机集成的关键因素。介绍了智能三坐标测量技术的概念和基本原理,回顾了检测信息获取的发展历程和主要研究工作,基于当前全三维数字化设计技术的发展状况,讨论了一种基于模型定义的检测信息识别和获取方法。结合当前所承担的研究课题,针对通用三维设计软件下建立的零件模型,给出了检测信息识别与获取流程和实现结果。

关键词：智能三坐标测量机检测信息识别与获取基于模型的定义

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零件轮廓测量系统偏心自动调整机构设计

微计算机信息 2008年第25期24卷 93-94,101页

作者：贺国权刘书桂长江师范学院电子信息工程系天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为了实现回转体曲面的非接触自动测量,在研制的零件轮廓测量系统中,利用激光测头和数控转台等部件设计了偏心自动调整机构。介绍了偏心调整机构的原理,论述了偏心调整的自动控制过程,实验结果表明:偏心调整机构的自动定心误差。达到了... 详细信息

为了实现回转体曲面的非接触自动测量,在研制的零件轮廓测量系统中,利用激光测头和数控转台等部件设计了偏心自动调整机构。介绍了偏心调整机构的原理,论述了偏心调整的自动控制过程,实验结果表明:偏心调整机构的自动定心误差。达到了自动调整偏心的目的。

关键词：智能三坐标测量机偏心调整激光测头自动控制