密封条轮廓激光视觉在线检测系统

摘要

密封条对汽车性能的提升与保障有着不可或缺的作用，密封条轮廓在线检测一直是工业界和学术界的难点和热门课题。本文基于线结构光三维测量原理，提出了密封条360°截面轮廓在线检测方案，设计了测量系统，进行了关键技术理论的研究。依据项目整体方案，结合工业现场环境和项目精度要求进行了系统相机、激光器等硬件选型，同时设计了系统的机械结构框架，组建并调试了系统样机。
　　本文所设计的测量系统采用四套线结构光传感器对被测密封条进行截面轮廓测量，可以得到被测密封条的完整截面轮廓。为实现四套传感器的标定，本文提出了一种可应用于现场的、快速全局统一校准方法，并设计了对应的新型“锯齿型”立体靶标，在实现四套传感器参数标定的同时，还能够实时四套传感器测量坐标系的统一。标定方法简单易操作，能够适用于工业现场。
　　针对四套传感器测量所得到的初始数据，本文提出了一种对轮廓二维数据进行筛选和融合的方法，使用该方法对相邻传感器的测量数据进行处理，最终得到较为理想的密封条截面轮廓数据。设计并进行了系统标定及系统准确度验证实验，根据传感器视场范围，选择不同规格的标准量块进行轮廓测量，验证了系统精度。实验结果表明系统在一定测量范围内能实时获取密封条截面全周轮廓，系统测量误差小于0.2mm，且系统测量的稳定性较好。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 样本切片法

1．2．2 非样本切片法

1．3 本文主要研究内容

第二章 密封条轮廓激光视觉在线检测系统设计

2．1 系统结构设计

2．2 器件选择

2．2．1 相机选择

2．2．2 镜头选择

2．2．3 激光器选择

2．3 系统测量原理

2．3．1 小孔成像法原理及数学模型

2．3．2 DLT模型

2．4 本章小结

第三章 测量系统标定及坐标系全局统一

3．1 DLT标定模型

3．2 靶标设计与靶标特征点

3．2．1 平面靶标

3．2．2 立体靶标

3．2．3 DLT靶标及其特征点

3．3 标定过程

3．4 特征点获取

3．5 测量坐标系统一

3．6 本章小结

第四章 数据处理及精度验证

4．1 数据处理

4．2 精度验证

4．2．1 两点法求距离

4．2．2 点线法求距离

4．3 本章小结

第五章 实验及数据分析

5．1 系统实验装置

5．2 系统软件

5．3 实验结果及分析

5．3．1 标定实验

5．3．2 精度验证实验

5．3．3 密封条截面轮廓测量实验

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 项目总结

6．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢