發(fā)布時(shí)間：2021-04-18 03:14

　　一般而言,大型復(fù)雜曲面三維形貌測量系統(tǒng)往往要求自身具有較高的在線柔性和實(shí)效性。但目前已問世的部分商品化測量系統(tǒng),在使用的過程中,通常需要進(jìn)行貼點(diǎn)處理或者基于機(jī)器人基坐標(biāo)系進(jìn)行點(diǎn)云的全局拼接,這很大程度地降低了測量精度和測量效率,且影響了產(chǎn)品三維信息的完整表達(dá)。因此,針對以上問題,本文嘗試構(gòu)建出一個(gè)在線柔性測量系統(tǒng),該系統(tǒng)將形貌傳感器與機(jī)器人相結(jié)合,借助i GPS對形貌傳感器進(jìn)行全局跟蹤定位,實(shí)現(xiàn)了非貼點(diǎn)測量下點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高效配準(zhǔn)。本文主要的研究工作如下:首先,使用ATOS掃描儀、安川HP20、Robodk離線編程軟件以及i GPS定位跟蹤系統(tǒng),構(gòu)建出測量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,并基于CAD數(shù)模信息提出了一種自適應(yīng)測量方法。與傳統(tǒng)的等步長測量方法相比,該方法具有更高的測量精度和效率。另外,基于測量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,提出了一種融合5特征點(diǎn)的手眼標(biāo)定方法,并對各坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行理論推導(dǎo)。其次,對HP20機(jī)器人運(yùn)動學(xué)正逆解算法進(jìn)行推導(dǎo)和仿真驗(yàn)證。同時(shí),對幾種常用軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行分析,通過Matlab軟件在關(guān)節(jié)空間和笛卡爾空間進(jìn)行仿真對比,驗(yàn)證了機(jī)器人運(yùn)動過程的穩(wěn)定性和實(shí)用性。然后,對常用的特征點(diǎn)檢測算子... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光學(xué)測

3大部分設(shè)備與系統(tǒng)都是專用的，不同的測量設(shè)備有著不同的數(shù)據(jù)處理軟件。1.3.2掃描儀研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)外在三維形貌測量的研究上已經(jīng)具備較成熟的產(chǎn)品，按生產(chǎn)廠家的不同可以劃分為:北科天繪(北京)，青島恒準(zhǔn)(中國)，Z+F(德Surphaser(美國)，I-site(澳大利亞maptek)，Riegl(奧地利)，徠卡(瑞士)，天寶(美國)，Optech(加拿大)，拓普康(日本)，F(xiàn)aro等產(chǎn)家[5]。例如天遠(yuǎn)公司的生產(chǎn)的OKIO5M藍(lán)光高精度三維掃描儀見圖1.2：圖1.2OKIO5M系列三維激光掃描儀示意圖該設(shè)備采用500萬像素進(jìn)口工業(yè)相機(jī)，掃描精度高達(dá)0.005mm；配合先進(jìn)的藍(lán)光光柵掃描技術(shù)，有利于避免受外界光線條件的影響，使精準(zhǔn)測量工作變得更輕松。具體參數(shù)指標(biāo)見表1.1：表1.1不同規(guī)格參數(shù)指標(biāo)產(chǎn)品型號OKIO5M-400OKIO5M-200OKIO5M-200測量范圍(mm)400*300200*150100*75測量精度（mm）0.00150.010.005平均點(diǎn)距（mm）0.160.080.04德國GOM公司生產(chǎn)的ATOS-CompactScan5M型流動式光學(xué)掃描儀，詳見圖1.3。ATOS測量頭主要由光源、光柵器件和兩個(gè)CCD相機(jī)組成。該設(shè)備單次掃描區(qū)域可達(dá)40-12002mm，測量點(diǎn)數(shù)50000002×個(gè)，點(diǎn)距精度可達(dá)0.017mm，是目前非接觸式測量設(shè)備里最先進(jìn)的設(shè)備之一。圖1.3ATOS掃描儀測頭示意圖圖（a）是德國Steinbichler公司設(shè)計(jì)制造的COMETL3D三維藍(lán)光掃描儀，它結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，在數(shù)據(jù)獲取和處理等方面，呈現(xiàn)出更高效、更簡便、更精確的特點(diǎn)。它通過拍照的方式獲取產(chǎn)品表面的三維數(shù)據(jù)信息，掃描精度大約是0.03mm，掃描深度為300-500mm，每掃描一筆大約2秒時(shí)間，相對于其他類型的產(chǎn)品，它的實(shí)用性更

3大部分設(shè)備與系統(tǒng)都是專用的，不同的測量設(shè)備有著不同的數(shù)據(jù)處理軟件。1.3.2掃描儀研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)外在三維形貌測量的研究上已經(jīng)具備較成熟的產(chǎn)品，按生產(chǎn)廠家的不同可以劃分為:北科天繪(北京)，青島恒準(zhǔn)(中國)，Z+F(德Surphaser(美國)，I-site(澳大利亞maptek)，Riegl(奧地利)，徠卡(瑞士)，天寶(美國)，Optech(加拿大)，拓普康(日本)，F(xiàn)aro等產(chǎn)家[5]。例如天遠(yuǎn)公司的生產(chǎn)的OKIO5M藍(lán)光高精度三維掃描儀見圖1.2：圖1.2OKIO5M系列三維激光掃描儀示意圖該設(shè)備采用500萬像素進(jìn)口工業(yè)相機(jī)，掃描精度高達(dá)0.005mm；配合先進(jìn)的藍(lán)光光柵掃描技術(shù)，有利于避免受外界光線條件的影響，使精準(zhǔn)測量工作變得更輕松。具體參數(shù)指標(biāo)見表1.1：表1.1不同規(guī)格參數(shù)指標(biāo)產(chǎn)品型號OKIO5M-400OKIO5M-200OKIO5M-200測量范圍(mm)400*300200*150100*75測量精度（mm）0.00150.010.005平均點(diǎn)距（mm）0.160.080.04德國GOM公司生產(chǎn)的ATOS-CompactScan5M型流動式光學(xué)掃描儀，詳見圖1.3。ATOS測量頭主要由光源、光柵器件和兩個(gè)CCD相機(jī)組成。該設(shè)備單次掃描區(qū)域可達(dá)40-12002mm，測量點(diǎn)數(shù)50000002×個(gè)，點(diǎn)距精度可達(dá)0.017mm，是目前非接觸式測量設(shè)備里最先進(jìn)的設(shè)備之一。圖1.3ATOS掃描儀測頭示意圖圖（a）是德國Steinbichler公司設(shè)計(jì)制造的COMETL3D三維藍(lán)光掃描儀，它結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，在數(shù)據(jù)獲取和處理等方面，呈現(xiàn)出更高效、更簡便、更精確的特點(diǎn)。它通過拍照的方式獲取產(chǎn)品表面的三維數(shù)據(jù)信息，掃描精度大約是0.03mm，掃描深度為300-500mm，每掃描一筆大約2秒時(shí)間，相對于其他類型的產(chǎn)品，它的實(shí)用性更


本文編號：3144685