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基于面结构光的承载鞍测量系统研究

作　者: 湛承诚
导　师: 王从军
学　校: 华中科技大学
专　业: 数字化材料成形
关键词: 承载鞍面结构光测量旋转台标定
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 14次
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内容摘要

承载鞍是货运列车行走部重要的零件之一,其安装在列车转向架侧架导框和滚动轴承之间,对列车速度、载重量和安全行驶有着重要的影响。因此需要对承载鞍的关键部位的尺寸进行定期的检测,以防止其在货运行驶时失效。目前对承载鞍的检测主要采用模板来进行手工检测,这种检测方式效率低,且劳动强度大。为了探索承载鞍检测的新方法,本文研究和开发了一套基于结构光技术的承载鞍检测系统。该系统采用基于相位测量轮廓术的结构光技术作为测量终端。为此,本文对相位测量轮廓术中的相位计算、系统参数标定、三维数据重构等关键问题进行了详细的介绍。针对承载鞍的检测要求,本文设计的测量终端由多套结构光测量系统组成,分别从上下两个角度对承载鞍进行测量;为了提高测量终端的使用效率,设计了一个旋转工作台,以实现将不同角度的测量数据自动拼合在一起;并为检测系统开发出了相应的系统软件,提高了系统检测的效率和自动化程度。本文为旋转台的标定设计出了两种方法,一是使用标准球对旋转台的旋转轴以及旋转角度做标定。二是采用标定板,通过奇异值分解法,得到坐标转换矩阵。经实验分析,采用标定板标定旋转轴精度较高,并且适用于该套系统。本系统对承载鞍三维形貌数据进行非接触测量,可实时在线获取被测工件的三维形貌,并根据检测要求对测量数据的自动拟合处理,检测承载鞍关键尺寸的磨耗数据。系统利用结构光测量技术,为承载鞍的实时在线检测提供了新途径,提高了承载鞍检测的自动化程度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 课题的研究的目的与意义  8-10
  1.2 承载鞍检测技术现状  10-13
  1.3 研究内容与章节划分  13-15
2 结构光测量系统  15-23
  2.1 结构光技术的分类  15-17
  2.2 相位计算  17-21
  2.3 双目立体视觉  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 系统设计  23-33
  3.1 系统总体介绍  23-24
  3.2 测量终端设计  24-27
  3.3 旋转工作台设计  27
  3.4 软件系统设计  27-32
  3.5 本章小结  32-33
4 承载鞍检测系统的标定  33-54
  4.1 结构光系统的标定  33-40
  4.2 旋转台标定  40-53
  4.3 本章小结  53-54
5 承载鞍检测的实现  54-61
  5.1 数据拟合  54-58
  5.2 检测实验  58-59
  5.3 误差分析  59-60
  5.4 本章小结  60-61
6 总结与展望  61-63
  6.1 全文总结  61
  6.2 展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录1 攻读硕士期间发表的学术论文  68

基于面结构光的承载鞍测量系统研究

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