《小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量研究》是依託北京航空航天大學，由劉震擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：劉震
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
線上實時動態測量複雜精密工件幾何尺寸並反饋指導機械加工，可顯著提高加工效率及加工質量，對保證國家重大裝備的研製與生產具有重要意義。本項目圍繞小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量，從理論方法、關鍵技術與系統裝置等方面開展深入研究。主要研究內容為：擬研究小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量系統軟硬體框架結構、測量機理及高精度數學模型；深入分析金屬機械工件反光圖像特點，擬提出基於多尺度圖像分析的強反光光條圖像快速高精度定位及識別方法；擬提出基於格線球靶標的多視覺感測器測量系統現場同步標定方法，實現一步式現場快速高精度標定；擬建立測量系統樣機，對其各項性能指標進行實驗驗證和評價。本項目將突破制約小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量的關鍵瓶頸問題，對推動在精密機械加工的閉環控制中引入視覺檢測，進一步提高加工效率和質量具有重要的理論意義和實際價值。
結題摘要
線上實時動態測量複雜精密工件幾何尺寸並反饋指導機械加工，可顯著提高加工效率及加工質量，對保證國家重大裝備的研製與生產具有重要意義。本項目針對制約小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量的關鍵瓶頸問題開展了研究，取得了系列的研究成果，具體如下：1.根據小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量的特點，克服現有技術的不足，提供一種採用單個攝像機和光條投射器在狹小空間內進行多視點測量的小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量系統及方法，並建立了高精度測量系統數學模型。2.針對複雜的現場測量環境，提出了新的雷射光條圖像增強及提取方法並實現並行加速，以及基於核相關濾波器（KCF）圖像特徵線上跟蹤定位方法，解決了低亮度、非均勻寬度雷射光條圖像下的高精度實時自主檢測問題。3.針對小空間內的測量環境存在弱光，強光、反光等複雜光線，導致採用依靠靶標特徵點的立體視覺感測器標定方法進行線上標定存在困難的問題，提出了系列測量系統現場同步快速高精度標定方法，提高了標定工作的靈活性和方便性，解決了現有標定方法在複雜工業現場套用中的局限性。4. 搭建了小空間複雜精密工件幾何尺寸線上動態視覺測量系統原理樣機，進行了驗證和實驗，實驗結果驗證了系統原理樣機的有效性。實驗證明，系統同步視點數4個，在被測物體為40cm×40cm×40cm範圍內系統單視點測量精度為0.016mm，多視點測量精度為0.10 mm，最高測量頻率可達30Hz，解析度可達1944像素×2592像素。本項目研究期間共發表論文14篇，其中SCI檢索12篇，EI檢索2篇；共申請專利7項，其中已授權2項；培養博士研究生4名（已畢業1人），碩士研究生7人（已畢業3人）。
