《複雜現場條件大型構件表面三維形貌動態視覺測量研究》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：複雜現場條件大型構件表面三維形貌動態視覺測量研究
- 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
- 批准號：51175027
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大型機械構件是國家重大裝備的關鍵核心部件，線上實時測量構件表面三維變形情況並反饋指導加工，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。本項目圍繞複雜現場環境大型構件表面三維形貌動態視覺測量，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：將光柵式雙目視覺感測器與寬視場攝像機相結合，基於雙目視覺原理和以靶標為中介的測量模式，建立複雜現場環境大型構件表面三維形貌動態視覺測量模型；深入分析複雜現場環境大型構件光譜學特性，提出滿足複雜現場環境視覺圖像特徵清晰成像及快速識別與定位的裝置及方法；提出基於多一維靶標的大視場多視覺感測器現場全局標定方法，無運動約束，操作簡單且效率高；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。本項目將突破制約複雜現場環境大型構件表面三維形貌動態視覺測量的關鍵瓶頸問題，進一步推動視覺技術的廣泛套用和快速發展。
結題摘要
大型機械構件是國家重大裝備的關鍵核心部件，對實現我國國民經濟發展和國防現代化建設具有重要作用。在大型構件的加工製造過程中，線上實時測量構件表面三維變形情況並反饋指導加工，可顯著提高構件的加工效率及加工質量。因此，研究複雜現場環境大型構件表面三維形貌動態視覺測量方法對保證國家重大裝備的順利研製和生產具有重要意義，是目前亟待解決的重要關鍵技術。 本項目圍繞複雜現場環境大型構件表面三維形貌動態視覺測量，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： 1. 將全景相機與光柵立體視覺感測器結合在一起，提出了一種新穎的，適合在強震動環境下工作的大型機械構件表面動態三維視覺測量方法，建立了測量系統數學模型。 2. 提出了基於多尺度圖像分析的雷射光條和雷射光點快速高精度定位方法，可實現不同寬度或強曝光條件下雷射光條和雷射光點的快速高精度定位，解決了複雜現場環境下圖像特徵提取難題。 3. 針對複雜光線、空間跨度大或受限、生產現場節奏快等複雜現場問題，研究了系列的視覺感測器現場標定方法，包括複雜光線下線結構光視覺感測器標定方法、基於多平面靶標的大視場攝像機標定方法、基於雷射測距儀的無共同視場多視覺感測器全局校準方法等多種方法。這些標定方法的提出解決了現有標定方法在複雜工業現場套用中的局限性。 4. 搭建了物體表面三維形貌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，在5m*5m*5m的測量系統最大範圍內，系統樣機可以達到0.14 mm的測量精度 本項目研究期間共發表文章17篇，其中SCI檢索10篇，EI檢索6篇；共申請專利6項，已授權2項；培養博士研究生2名，碩士研究生7人(已畢業5人)。
