【摘 要】
：
大型锻件是船舶、电力、重型机械以及航空航天等行业大型关键设备的重要基础件,其锻造水平和生产能力是衡量一个国家的重大关键装备自给能力与工业自动化程度的重要标志之一。近年来国内锻造行业发展迅速,然而在一些关键技术上仍然和世界先进水平有着很大的差距,尤其是大锻件的三维测量,主要还是依靠人工手持机械量具完成相关工作,严重制约了锻件生产的生产效率、产品精度以及国内锻件行业的自动化进程。本文针对锻造行业对高精
论文部分内容阅读
大型锻件是船舶、电力、重型机械以及航空航天等行业大型关键设备的重要基础件,其锻造水平和生产能力是衡量一个国家的重大关键装备自给能力与工业自动化程度的重要标志之一。近年来国内锻造行业发展迅速,然而在一些关键技术上仍然和世界先进水平有着很大的差距,尤其是大锻件的三维测量,主要还是依靠人工手持机械量具完成相关工作,严重制约了锻件生产的生产效率、产品精度以及国内锻件行业的自动化进程。本文针对锻造行业对高精度可靠的非接触锻件三维测量技术的迫切需求,在分析了国内外的大锻件测量技术与研究现状后,以结构光主动式双目视觉测量技术作为切入点,提出了一种基于特征曲线的三维重构与测量方法,并将其应用于大锻件三维测量中,设计了测量精度高、适用性强的大锻件三维测量系统。主要研究内容和研究成果如下:（1）设计了测量系统总体方案和软硬件平台。结合锻件测量的工厂环境和具体技术要求,确定了基于双目视觉的大锻件三维非接触测量系统的总体方案和测量流程;在满足测量需求的前提下,进行测量系统的硬件部分（图像采集模块、投影仪、运动执行机构和电气模块）的组件选型以及软件框架的设计。（2）提出了基于特征曲线的锻件三维重构方法。针对现有的双目视觉重构方法无法解决结构复杂锻件的三维轮廓面重构与尺寸测量问题,提出了基于特征曲线的视觉重构方法。首先根据多视图几何理论详细介绍了曲线重构原理以及平面投影曲线和空间待重构曲线之间的数学关系。然后根据曲线重构原理设计了锻件三维测量的具体流程:采用背景差分和灰度重心法提取和匹配锻件图像光条中心线;通过三次B样条逼近的方法拟合光条中心线的曲线参数方程和对应的投影曲面参数方程;参数迭代的方法对投影曲面进行曲面求交,求解出光条中心线空间方程;根据重构出的光条曲线拟合锻件的轮廓曲面,还原锻件的三维信息。（3）提出了玻璃折射矫正方法和测量系统标定流程。测量过程中,结构光条纹经由相机镜头的玻璃保护罩投射到相机内会发生折射现象,影响三维测量精度。针对该问题,建立了玻璃折射矫正模型,通过修正投影点的实际入射光路来矫正折射偏差,求解出空间点的实际位置。根据建立的模型,设计了相机参数以及折射参数标定方法和流程。最后实验证明,折射矫正后重构尺寸误差由0.413%下降到0.215%,折射导致的位置偏差由3.031mm减小到0.295mm,本文折射矫正方法很好地矫正了玻璃折射问题引起的测量误差。（4）搭建了测量系统软硬件平台并完成了对模型和锻件的三维测量。在对基于曲线重构的双目视觉锻件重构理论和算法进行深入分析和VC++开发环境下的编程实现后,根据设计的测量方案及流程,搭建了基于双目视觉的大锻件三维测量系统,并分别在实验室环境和工厂环境中选择圆柱模型、水杯模型、轴锻件以及斜三通锻件为目标进行三维重构与测量实验。实验结果表明:关键尺寸的三维测量相对误差不大于0.5%,圆柱面重构的最大偏差不超过0.588%;水杯模型和锻件轮廓曲面的三维重构基本上能还原曲面细节信息。综合表明,设计的三维测量系统能够满足锻件测量需求。
其他文献
由于镍基合金具有较好的耐腐蚀性,其研究和开发引起了国内外学者的高度重视。但是,由于金属镍价格高昂,加之我国镍资源相对匮乏,大量镍需要依靠国外进口,这严重限制了我国工业的发展,因此,开发一种低镍合金势在必行。由于N和Ni同属奥氏体元素,理论上可以采用部分N代替Ni,实现降Ni的目的;此外,N在奥氏体基体中还可以提高强度、抗疲劳性及耐腐蚀能力。因此,本文参照Inconel 625药芯焊丝,在镍基药芯焊
多孔硅是一种比表面积大、生物兼容性好的纳米结构材料,易被制成多种光学结构,从而应用于各种光学生物传感器。多孔硅光学生物传感器检测方法主要分为基于生物反应前后标记物荧光强度的变化和生物反应前后所引起的折射率的变化两类。基于生物反应前后标记物荧光强度变化的生物传感器灵敏度高,但标记成本高,人工操作复杂,引入的标记物可能会改变生物分子活性从而影响检测结果的真实性,另外荧光信号的强弱也会受到激光的影响。基
氢能作为绿色高效的新能源,具有高能量密度、燃烧产物零污染的特点,被认为是最具发展前景的清洁能源之一。氢能可以从根源上解决当今社会对传统化石能源的依赖性以及其伴生的温室效应和污染问题。氨硼烷具有较高的储氢密度（19.6 wt%）,在催化剂存在的情况下能够实现完全脱氢,是理想的储氢材料。本文主要研究镍铂金属催化剂的制备及催化氨硼烷脱氢性能。（1）通过浸渍-还原法将NiPt负载到g-C3N4载体上制备出
匹配能量作为图论研究中的一个重要方向,由Gutman和Wagner于2012年提出,匹配能量被定义为图的匹配多项式的所有根的绝对值的和.本文主要在匹配多项式的性质基础上运用公式μ（G,x）=μ（G-e,x）-μ（G\{u,v},x）依次推导出所研究的三种图,即心形图,双耳图及其补图,兔耳图及其补图的匹配多项式,并结合递推公式μ（Pa）μ（Pb）-μ（Pa-k）μ（Pb+k）=μ（Pa-1）μ（Pb
随着大数据、云计算等数字技术的高速发展,个人信息的有序利用和权利保护成为社会公众的关注焦点和学术界重点研讨的论题。新型冠状病毒肺炎疫情作为我国极具代表性的重大突发公共卫生事件,其个人信息保护实践为完善我国个人信息保护制度提供了全新观察视角。新冠肺炎疫情防控期间,个人信息在疫情预警预判、重点人群流动监测等方面充分发挥优势,地方政府等个人信息收集主体为优先保护公共利益,采用健康码、电子通行证等线上抗疫
固体激光器的类别纷繁复杂,根据不同的原理进行分类,主要有如下几种,固体激光器的不同基质材料可分为陶瓷、玻璃、光纤和晶体激光器等几大类。相对于其他基质材料,晶体主要的优势在于热导率较高、荧光谱线较窄、硬度较大等热学、光学,物理机械强度方面的性质。因此,充分利用晶体的优异特性来提升激光器的性能,对于激光器的应用具有重要的现实意义,许多学者也对此进行了广泛的研究。追寻更高质量、大尺寸、高激光性能、成本低
现代化技术高度发展的今天,犯罪更趋智能化,手段更隐蔽,安防监控逐渐成为人们日常生活中必不可少的一部分。因此,本文研究开发了一款多功能智慧家庭监控系统。该系统不但支持家庭监控画面的云端存储和远程访问,并且可以实时捕捉视频画面进行人脸检测,通过比对数据库中的信息,判断外来人员入侵情况并及时推送报警信息。本系统通过在线更新模型库,不断迭代优化嵌入式设备的人脸识别能力。本系统可用于智能猫眼、家庭智能摄像头