《複雜曲面高精高速非接觸檢測理論與精度增長技術研究》是依託西安交通大學，由張英傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：複雜曲面高精高速非接觸檢測理論與精度增長技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張英傑
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
複雜曲面零件是大型機械裝備的核心部件，為了保證系統工作過程的可靠性與穩定性，對其製造精度提出越來越高的要求。本項目以大型複雜曲面檢測需求為背景、提高測量精度為目標，研究測量過程及數據處理的相關原理，揭示誤差的形成、傳遞、積累與協調機制，探索測量過程誤差的可觀與可控機理，在搞清影響測量精度關鍵環節的基礎上，挖掘消除誤差的途徑與技術。研究測量過程中條紋投影與CCD拍攝階段的映射特徵，揭示工作過程中誤差產生與演變機制，提出通過修正條紋減少誤差的方法；研究非焦點條紋投影測量的原理特徵，揭示非焦點成像的機理與數據特點，提出通過建立調製函式、紋理模糊度度量與標定等途徑實現精度增長；研究基於最小二乘法理論為基礎的動態局部數據建模方法，揭示隨機測量數據誤差的傳遞規律和影響，提出一套滿足複雜曲面檢測要求的數據處理與精度保障技術，為提高複雜曲面的製造質量、測量誤差評定與實物反求等提供理論與技術支撐。
結題摘要
現代工業設計中，複雜曲面零件的套用非常廣泛，對零件的製造和檢測精度要求越來越高。本項目以複雜曲面的非接觸檢測為背景，提出幾種提高光學三維測量精度和速度的方法，並通過搭建實驗平台驗證方法的有效性。主要按以下幾個方面研究論述： 1. 研究了條紋修正技術，通過分析條紋投影拍攝過程中的誤差來源和傳遞過程，提出了基於反向投影的非均勻條紋生成算法；然後建立條紋灰度評價模型，採用灰度疊代與消除退化項的處理實現條紋灰度的調整，提高中心提取精度；並提出一種快速準確的條紋匹配方法，實現三維點雲計算。 2. 研究非焦點投影中的關鍵技術，針對模糊圖像，提出了一種基於Mumford-Shah模型的角點特徵提取算法，降低標定過程中的精度丟失；然後根據非焦點投影中的光學特徵，提出了一種基於相位映射和投影儀平面鏡頭畸變矯正的二值散焦投影儀標定方法。 3. 研究多測頭組合測量和局部數據處理技術，以測頭的視場重疊區域為目標，提出了多測頭系統中的測頭配置和空間布局最佳化方法；然後通過自由組合雙目結構光測量系統，提出基於移動最小二乘和最近點疊代的提高測量精度和數據可靠性的方法。 4. 建立了基於光學測量的線上檢測系統，針對2.5D和迴轉體零件的零件特徵，提出對應的測量方法；然後設計了一種基於雷射感測器的同軸度檢測裝置，並提出一種針對三維點雲數據的最小二乘疊代算法，實現同軸度測量。
