鞋底曲面数据提取与喷胶轨迹的自动生成方法

为快速有效地提取鞋底曲面信息和生成喷胶轨迹,提出一种基于线结构光扫描鞋底曲面的方法。利用线结构光三维测量原理,扫描套在鞋楦上的鞋帮底面,获得表示鞋底曲面信息的点云数据。用B样条曲线拟合出一系列的三维扫描线,生成封闭的鞋底轮廓线,计算鞋底轮廓线在鞋底曲面的偏置曲线得到喷胶轨迹。构建线结构光扫描鞋帮底面的试验装置,计算其在x、y和z轴方向上的测量误差分别为0.094、0、0.015 mm,满足系统精度要求。最后将生成的喷胶轨迹通过坐标变换应用于Stäubli机器人自动喷胶系统,验证了方法的有效性和可行性。     

机器视觉在喷胶轨迹自动生成中的应用研究

为避免繁琐的手工编程过程,设计了一套基于机器视觉的全自动喷胶设备,给出了相应的运动轨迹自动生成方法.建立了系统各部分间的坐标变换模型,通过设计一个可绕喷胶头旋转运动的靶标得到了喷胶头中心的准确世界坐标;进而,通过最小二乘得到了世界坐标和设备坐标间的线性变换系数,实现了系统的标定;然后,根据标定参数将工件边缘像素坐标转化为运动坐标系坐标,并采用三次均匀B样条拟合得到了运动轨迹;最后,对系统标定方法进行了验证,结果表明设备按给定边缘轮廓运动时误差均值可达0.239mm,能够满足喷胶要求.     

一种用于三维测量的边缘拟合插值算法

提出一种用于三维体数据体积、表面积测量的断层问边缘拟合插值算法.该算法首先对每一切片找出其轮廓线的几何彤心,将边缘点坐标转化成极坐标;之后根据ρ-θ的关系埘边缘点进行拟合插值,在层间边缘点建立一一对应的关系,最后通过对相邻断层间匹配边缘点极坐标中的ρ进行插值,从而生成中间层的边缘点的极坐标.与其他插值算法相比,该算法只生成并记录各断层的边缘点,减小了数据冗余,插值速度快,且精度好.在三维测量的实验中证明了该算法相对于其他插值算法在速度和精度上的优势.     

基于断层图像的RP三维重构中层间轮廓线性插值算法

断层轮廓的层间插值可以减小相邻层间距,一方面使断层轮廓数据能直接用于快速成形,实现RE／RP的直接集成;另一方面可以增大相邻层轮廓间的相似性和重叠度,保证重构结果的正确性。层间轮廓插值主要采用线性插值法。在研究层间轮廓线性插值各种插值点对建立方法的基础上,提出了一种改进的线性插值算法,并以此为基础研究了轮廓分裂分支处理后的独立分支和连通分支的层间轮廓线性插值方法,能有效地在分支轮廓处进行层间线性插值。该算法经应用后表明是可行的,且可靠性较高。     

轴承沟道形状误差的最小二乘评定

结合轴承沟道形状误差的几何特性,提出了轴承沟道形状误差的最小二乘评定,详细阐述了利用最小二乘算法求解轴承沟道形状误差的过程和步骤。该算法采用最小二乘法拟合每条线轮廓的中心,得到一个空间圆及方程;求解空间圆与每条线轮廓所在平面的交点坐标;计算每条线轮廓上测点至所对应的每个交点的距离中最大值和最小值之差,从中找到最大极差值,即得到包容整个轴承沟道的最小二乘形状误差值。该算法简单明确,具有精度高、易于计算机程序实现、易于推广应用等特点。     

基于分形特征的钢水连续测温传感器损伤诊断

提出了一种利用截面轮廓线分形维数,对钢水连续测温传感器的损伤进行诊断的方法.首先提取出经过使用的钢水连续测温传感器截面轮廓.采用最小二乘法拟合出该轮廓线的基准圆,将传感器截面轮廓线映射到以基准圆圆周方向和径向方向为横、纵坐标的二维平面坐标系上.采用盒计数方法计算出轮廓线的分形维数,并以Chi2法对分形维度进行离散化.结果表明:钢水连续测温传感器表面具有自相似特征;传感器表面形貌不同时,轮廓线的分形维数有明显差异;随着热震破坏在传感器损毁中重要性的增加,传感器截面轮廓线分形维数增加.当轮廓线的分形维数在1.00至1.07时,传感器的损毁为侵蚀损毁;当轮廓线分形维数在1.10至2.00时,损毁为热震损毁.采用该方法,判断出传感器寿命较短时损毁的主要原因为侵蚀.     

基于电感传感器的刀具刃口参数检测系统

为了能够准确,方便的检测出刀具刃口部位的参数,研制了一种刃口参数检测系统.采用了差动式电感传感器和水平移动光栅,使用轮廓放大测量方法[1],用数据采集卡读取电感数据,通过光栅数值采集卡采集X坐标数据,以获得表面轮廓的二维坐标,从而得到刃口的轮廓线.     

轴承沟道形状误差的最小区域评定

结合形状误差的定义和轴承沟道的几何要素,提出一种用最小区域思想来评定轴承沟道形状误差的方法。详细阐述了利用最小区域算法求解轴承沟道形状误差的过程和步骤。该算法采用最小二乘法及三点定一圆得到空间线轮廓的中心点;用几何优化算法确定拟合每条线轮廓中心点的空间圆及方程;求解空间圆与每条线轮廓所在平面的交点坐标;计算每条线轮廓上测点至所对应每个交点的距离最大值和最小值之差,从中找到最小极差值,即得到包容整个轴承沟道的最小区域形状误差值。该算法简单明确,具有精度高、易于计算机程序实现、易于推广应用等特点。     

复杂零件参数的图像测量方法

提出一种可以用于齿轮等形状复杂零件的二维曲面轮廓测量的图像测量系统。该系统采用CCD摄像机作为传感单元。提出一种基于多项式插值的亚像素边缘检测算法,以提高系统的测量精度。这种算法可以大幅度提高图像测量系统CCD的分辨率,并具有较好的稳定性和较高的运算速度。     

基于图像轮廓分析的数控加工

为实现二维复杂图案的数控加工．提出了边缘检测、轮廓跟踪的计算方法．提取了图案的轮廓线,进而自动生成NC代码。     

复杂曲面上机器人自动喷涂路径规划方法

针对目前含有岛屿或空洞的复杂曲面上机器人喷涂路径规划中存在的问题,提出一种能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径设计方法。利用最小二乘坐标映射原理,将被喷涂曲面映射到二维平面域,建立目标曲面与二维平面域之间的一一映射关系,然后对平面映射域的内外边界进行连续偏置,构造能够保持轮廓平行的二维偏置曲线;进而以被喷涂曲面到二维平面域的坐标映射为向导,将无干涉二维偏置曲线逆映射到被喷涂曲面上,生成能够保持轮廓平行的喷涂路径,实现多岛屿或空洞复杂曲面上三维喷绘路径设计到二维平面的降维处理。实例仿真实验结果表明,所提方法简单实用,可在含有岛屿或空洞的复杂曲面上快速地生成能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径。     

计算机辅助共轭凸轮参数化设计及仿真研究

为了降低传统设计方法中共轭凸轮轮廓设计的难度,提高凸轮机构的设计精度,缩短共轭凸轮的设计周期,节约成本,实现共轭凸轮机构的参数化设计,运用Visual Studio.NET开发工具,采用Visual C#语言对AutoCAD软件进行了二次开发。结合凸轮设计的原理,设计了合适的应用程序,在界面中通过人机交互输入参数,求出了凸轮理论轮廓线上的点坐标,根据偏移算法得到了凸轮实际轮廓线上相应点坐标,利用三次B样条插值算法,形成了完整的理论轮廓线和实际轮廓线,最后进行了实例验证和Solid Works运动仿真分析。研究结果表明:通过运用Visual Studio.NET开发工具,对AutoCAD进行二次开发逆向求取凸轮轮廓曲线的方法,能够在保证共轭凸轮设计的精度与效率的前提下,实现共轭凸轮机构的参数化设计。     

平面凸轮廓线曲率半径的插值求法

对于平面凸轮机构的运动分析可以用高副低代的方法将其转化成平面连杆机构来进行,而高副低代后关键的问题是如何在书籍平面凸轮廓线的基础上求解凸轮的曲率半径.另外,在平面凸轮机构的综合中,一般也要验算凸轮轮廓曲线的曲率半径.本文详细介绍了如何用斯梯林插值公式求解凸轮廓线为等间隔离散点的平面凸轮曲率半径方法,并给出了一个例子加以验证.     

三维机器视觉测量系统图像边缘提取算法研究

在三维机器视觉测量系统中,二维数字图像边缘提取是进行三维坐标计算的必要前提。对几种常用边缘检测算子的边缘提取效果进行了比较;提出了一种基于Priwitt算子的改进边缘提取算法;给出了三维机器视觉测量系统中激光线图像与零件特征边缘图像交点的求解方法,为三维机器视觉测量系统的三维坐标计算奠定了基础。     

基于区域Voronoi图的复杂形体的三维重建算法

针对目前由二维轮廓线重建三维实体的方法要求轮廓线间距小、形状相似,对轮廓分叉及孔洞的解决有诸多限制且计算量大费时等问题,提出了Delaunay三角剖分与体素重建的思想相融合的方法。首先将断层图像轮廓近似表示成平面多边形,并利用Voronoi图进行划分,然后对其进行三角剖分。最后通过最短路径把这些三角形连接到相邻断层轮廓线的顶点上,扩展成四面体,从而直接完成三维重建。试验结果表明,该方法能较好地解决轮廓的分叉、孔洞等问题,且减少了数据量。     

基于线激光扫描和图像处理的基准孔检测技术研究

基于飞机大部件自动化制孔过程的需求,提出了一种基于线激光扫描和图像处理相结合的基准孔检测技术,用于解决机器人制孔前的自动基准检测问题。将线激光测得的三维点云坐标转化为二维灰度图,设计了边缘检测算法提取基准孔在二维图像中的边缘点,并将结果与经典边缘提取方法进行对比论证,再将这些边缘点转换回三维点云中,使用最小二乘法拟合计算出孔径和中心位置。针对边缘提取的坐标转换方法中将Z坐标转换为灰度值在一定程度体现了创新性,且该方法测量精度高,具有一定的应用价值。     

基于漏磁检测数据的缺陷三维重构技术

针对漏磁检测数据可视化研究中存在的技术难点,提出了一套有效的缺陷三维重构方法。首先基于三维有限元神经网络建立漏磁迭代反演模型,构建出与传感器多通道检测数据相对应的缺陷二维断层轮廓序列;然后根据铁磁构件表面腐蚀缺陷断层轮廓的形状特征建立匹配点对,采用线性插值方法实现缺陷相邻断层轮廓间的插值,以克服因传感器数量少对缺陷外形重构精度的影响;最后运用三角形面片将相邻的轮廓线两两连接起来,重构出断层轮廓序列所代表的缺陷三维表面模型。     

平面轮廓线的偏置及干涉消除算法研究

对连续线段组成的、方向符合左手定则的平面轮廓线的偏置问题进行了研究.采用偏置线段的点法方程和参数方程联立求偏置轮廓线顶点;将相交轮廓线转化为没有互相交和自相交的轮廓线后,根据交点处的轮廓方向向量来判断干涉轮廓线.     

采用线结构光的电动汽车电池包箱体孔组位置在线测量

三坐标测量机和位置度量规测量新能源汽车电池包箱体孔组效率低,投入大,且无法满足在线检测的要求。为此构建由大理石平台、直线电动机、3D线扫相机等组成的在线电池包箱体孔组位置度检测系统。该系统作为电池包生产线的一部分,在机械手将电池包放入检测平台后,直线电动机带动3D线扫相机获取电池包箱体孔组的3D点云数据。将3D点云投影到标定平面,采用中值滤波降噪预处理,膨胀、腐蚀逼出被检测孔轮廓,提取ROI;Canny边缘检测提取轮廓线,最小二乘法提取特征获取圆心坐标与装配孔半径,并采用柔性定位的方法校正所获得的数据。结果表明,在线电池包箱体孔组位置度检测系统满足电池包装配孔位置度0.2 mm的测量需求。     

基于边缘敏感滤波的图像插值模糊消除

针对线性移不变图像插值方法造成的插值图像边缘模糊,提出采用边缘敏感滤波增强插值图像,重建锐变的图像边缘.对边缘敏感滤波算子进行改进,避免滤波信号峰值点和孤立点的失真.对算子进行二维推广,使之更适于插值放大图像的处理.实验结果表明,算法能够不失真地重建图像边缘的高频细节,消除图像插值模糊,提高图像的分辨率,改善图像主观视觉效果.