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新型数字化牙模激光扫描系统

哈尔滨工业大学学报 2012年第11期44卷 139-143页

作者：陈新禹胡英马孜聂建辉大连海事大学自动化研究中心大连116026

为了快速获取牙齿模型的数字型面信息,提出一种基于三轴联动平台的数字化牙模激光扫描系统.该系统基于光机电一体化技术和三维数据处理技术实现了牙齿模型三维型面信息提取和牙齿模型的造型设计.系统由线结构光视觉传感器、三轴联动平... 详细信息

为了快速获取牙齿模型的数字型面信息,提出一种基于三轴联动平台的数字化牙模激光扫描系统.该系统基于光机电一体化技术和三维数据处理技术实现了牙齿模型三维型面信息提取和牙齿模型的造型设计.系统由线结构光视觉传感器、三轴联动平台、电气控制系统、主控计算机及上位机软件组成.通过线结构光视觉传感器和三轴联动平台的协调控制实现牙齿模型的无缝数据获取.实验结果表明,该数字化牙模激光扫描系统的测量精度可达0.182mm,速度为8 000点/s.该系统扫描速度快、测量精度较高、操作灵活方便,可以满足牙模三维型面数据采集的要求.

关键词：逆向工程牙模扫描三轴联动平台转轴标定

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散乱点云离群点的分类识别算法

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第9期23卷 1526-1532页

作者：聂建辉胡英马孜大连海事大学自动化研究中心大连116026

散乱点云离群点识别和滤除是重建高质量曲面的前提,也是散乱点云预处理的重要步骤.提出一种散乱点云区域增长策略和一个基于曲面变化度的局部离群指标SVLOF,并将其应用到离群点识别中.通过分析离群点产生的原因,根据离群点到点云主体的... 详细信息

散乱点云离群点识别和滤除是重建高质量曲面的前提,也是散乱点云预处理的重要步骤.提出一种散乱点云区域增长策略和一个基于曲面变化度的局部离群指标SVLOF,并将其应用到离群点识别中.通过分析离群点产生的原因,根据离群点到点云主体的距离将离群点分为远离群点和近离群点2类;对远离群点采用基于三维区域增长的方法进行识别,而对于近离群点采用SVLOF系数进行识别.基于仿真数据和实测数据的实验均表明,采用文中算法能够快速、有效地检测出孤立离群点和小型聚类离群点.

关键词：散乱点云离群点区域增长局部离群系数

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线结构光参数的简易标定方法

光电子．激光 2013年第3期24卷 563-568页

作者：陈新禹马孜汪洋黄进陈天飞大连海事大学自动化研究中心辽宁大连116026

为了实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光的参数,本文提出了一种基于单个平面同心面靶标标定线结构光参数的新方法。该方法基于三点透视模型和交比不变原理计算光平面上标定点的三维坐标,利用最小二乘法拟合平面方程。在摄像机视... 详细信息

为了实现高效率、低成本、高精度地标定线结构光的参数,本文提出了一种基于单个平面同心面靶标标定线结构光参数的新方法。该方法基于三点透视模型和交比不变原理计算光平面上标定点的三维坐标,利用最小二乘法拟合平面方程。在摄像机视野范围内自由移动平面靶标,同时保持结构光投射到靶标上同心圆之外的区域,采集至少两幅图像即可完成线结构光参数的标定。实验结果表明:光平面标定的均方根误差约为0.05mm,传感器测量精度的相对误差约为0.3%,系统整体测量精度约为0.1mm,说明本文标定方法具有较高的标定精度。并且该方法同时适用于其它类型结构光的标定,通用性较强,具有获取标定点效率高、计算简单且操作灵活方便等优点,适合现场标定。

关键词：视觉测量线结构光标定三点透视模型(P3P) 交比不变

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复合式检测装置在加工中心在线检测中的应用

计算机集成制造系统 2013年第3期19卷 577-587页

作者：李鹏马孜陈余庆胡英大连海事大学自动化研究中心辽宁大连116026

为了提高加工中心对复杂工件尺寸的检测效率,提出一种新的加工中心在线复合式检测设计方案,该方案着重论述了检测系统结构、工作原理及软件实现方法等内容。首先基于非接触和接触式检测原理,设计了可以集成于加工中心刀库的复合嵌入式... 详细信息

为了提高加工中心对复杂工件尺寸的检测效率,提出一种新的加工中心在线复合式检测设计方案,该方案着重论述了检测系统结构、工作原理及软件实现方法等内容。首先基于非接触和接触式检测原理,设计了可以集成于加工中心刀库的复合嵌入式检测装置;进而提出复合式检测的判据,在工件加工过程中,针对不同的检测要求选用不同检测方式,既满足了加工件各特征的检测精度要求,又缩短了工件的整体加工检测周期,提高了在线检测效率;最后通过复合式检测数据融合和后处理数据分析,给出工件特征的加工质量分析报告。为了检验该方案的可行性,以步距规为检测对象,根据步距规的使用参数和精度特征,经复合式检测后,生成了二维和三维工件特征的检测结果,证明了该设计方案的合理性,为加工中心在线检测技术提供了一种新的方法。

关键词：加工中心在线检测非接触检测接触式检测

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加工中心在线复合式检测定位技术

计算机集成制造系统 2013年第7期19卷 1595-1605页

作者：李鹏张旭马孜陈余庆胡英刘传龙大连海事大学自动化研究中心辽宁大连116026

针对当前加工中心在线接触式检测方式单一、检测效率低,难以快速、自动地实现复杂工件在加工过程中的检测定位等问题,提出一种加工中心在线复合式检测的原创设计方案。基于非接触和接触式检测原理,设计了可以集成于加工中心刀库的复合... 详细信息

针对当前加工中心在线接触式检测方式单一、检测效率低,难以快速、自动地实现复杂工件在加工过程中的检测定位等问题,提出一种加工中心在线复合式检测的原创设计方案。基于非接触和接触式检测原理,设计了可以集成于加工中心刀库的复合式检测装置;通过对工件非接触检测数据的特征提取,并与工件计算机辅助设计进行特征匹配,实现了工件检测定位的自动化;基于所提的复合式检测流程,灵活地选用不同的检测方式,既满足了工件各特征的检测精度要求,又缩短了工件的整体加工检测周期。以三孔工件为检测对象,经复合式检测后,合理地给出了工件各特征的检测结果,表明该设计方案是切实可行的。

关键词：加工中心在线检测复合式检测检测定位计算机辅助设计

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视觉测量中圆形标记点的高精度定位

光电子．激光 2013年第8期24卷 1524-1528页

作者：陈新禹马孜胡英陈余庆毕丰隆大连海事大学自动化研究中心辽宁大连116026

为了消除透视变换过程中产生的圆心偏差,基于交比不变和配极对应原理,提出了一种利用同心圆目标精确定位圆心在图像中的真实投影点的方法。首先介绍相关的理论基础,然后详细介绍了算法的实现步骤,最后通过仿真和真实图像实验验证算法的... 详细信息

为了消除透视变换过程中产生的圆心偏差,基于交比不变和配极对应原理,提出了一种利用同心圆目标精确定位圆心在图像中的真实投影点的方法。首先介绍相关的理论基础,然后详细介绍了算法的实现步骤,最后通过仿真和真实图像实验验证算法的正确性以及影响圆心定位精度的因素。实验结果表明,本文算法可以稳定、准确地获取圆形目标的真实投影点,且投影点的定位精度要优于0.2pixel,相较椭圆拟合法具有明显的精度优势;同时,本文算法仅包含简单的线性运算,因此具有较高地运算效率。由于本文算法对摄像机和同心圆的物理参数无任何要求,因此具有应用广泛的特点。

关键词：机器视觉圆心定位交比不变配极对应同心圆

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基于主动视觉标定线结构光传感器中的光平面

光学精密工程 2012年第2期20卷 256-263页

作者：陈天飞马孜吴翔大连海事大学自动化研究中心辽宁大连116026

提出了一种基于主动视觉的光平面标定方法实现对线结构光传感器的自动标定。与以往求取光平面上标定点后拟合平面的方法不同,该方法通过控制传感器做若干平移运动分两步完成标定。首先,经多次平移运动得到光平面中相互平行直线在摄像机... 详细信息

提出了一种基于主动视觉的光平面标定方法实现对线结构光传感器的自动标定。与以往求取光平面上标定点后拟合平面的方法不同,该方法通过控制传感器做若干平移运动分两步完成标定。首先,经多次平移运动得到光平面中相互平行直线在摄像机中的投影,经计算消影点完成光平面法向的标定。然后,控制传感器沿设定的与光平面法向垂直的方向做2次平移运动,使其满足三点透视模型(P3P),完成摄像机坐标系原点到光平面距离信息的标定。实验结果表明:该标定方法具有较高的准确性,平均绝对测量偏差为0.015 4mm,相对误差为0.183 0%。该方法本质上属于自标定方法,标定过程无需使用标靶,降低了标定成本,且操作灵活方便,适合现场标定。

关键词：线结构光传感器光平面标定消影点三点透视模型主动视觉

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大孔径管道4自由度内部检测机器人系统

机械工程学报 2009年第6期45卷 267-273页

作者：马孜张旭黄进胡英汪洋田园大连海事大学自动化研究中心大连116026

从结构、控制系统及软件结构等几个角度介绍一种大孔径管道内部检测4自由度机器人系统原创设计方案。由于独特的可变性结构设计,使该机器人能够根据不同规格的被测对象,自动调整本体结构,使其检测有效范围在φ550～1000之内。该系统能... 详细信息

从结构、控制系统及软件结构等几个角度介绍一种大孔径管道内部检测4自由度机器人系统原创设计方案。由于独特的可变性结构设计,使该机器人能够根据不同规格的被测对象,自动调整本体结构,使其检测有效范围在φ550～1000之内。该系统能够快速完成大型管道内整体三维表面数据采集,在此基础上在线给出表面品质特性分析报告及任意位置内部直径高精度的测量结果。在机器人控制系统的设计中为了克服环境振动干扰对系统检测精度带来的影响,提出自适应振动干扰控制策略,为检测装备在噪声环境下保证检测精度提供了一种有效的解决方案。该系统的软件集数据采集、数据处理、模型构建及表面品质评估功能于一体,而且界面友好操作方便。系统的激光扫描精度可达0.002mm,与高精度内径千分尺检测结果比较差值小于0.005mm。

关键词：管道机器人激光扫描自适应振动控制管道内径测量管道内部表面检测

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新型自由曲面三维激光扫描系统

机械工程学报 2009年第11期45卷 260-265,270页

作者：汪洋马孜胡英黄进大连海事大学自动化研究中心大连116026

从机械结构、控制系统及操作系统结构等几个角度介绍一种三维激光扫描系统设计方案。系统集成了先进的数据处理技术、激光扫描技术、先进控制技术及机器人技术,有效地借助于光机电一体化技术实现了表面检测及三维表面模型重构智能化及... 详细信息

从机械结构、控制系统及操作系统结构等几个角度介绍一种三维激光扫描系统设计方案。系统集成了先进的数据处理技术、激光扫描技术、先进控制技术及机器人技术,有效地借助于光机电一体化技术实现了表面检测及三维表面模型重构智能化及自动化。系统由具有电驱动装置的激光测头、C形滑臂、升降旋转台、电控系统及主控计算机组成。通过所设置测量参数,系统能够对不同的被测物体进行扫描路径规划,进而通过激光测头、C形滑臂及转台的全自动协调控制完成无盲点三维表面测量任务。试验结果表明,该三维激光扫描系统的扫描精度达到0.1mm,速度为10000点/s,能够应用于小型工件及模型、模具表面数据检测及模型重构。

关键词：逆向工程自由曲面三维激光扫描光机电一体化