基于双目视觉的钣金件边缘检测技术研究

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钣金零件是航空航天工业中最常见的零件之一,广泛应用于飞机气动外形、机体框架和内部装饰等结构中。钣金零件上的内/外轮廓边缘是表征钣金零件外形的重要信息,对于钣金件的生产和装配十分关键。针对钣金件边缘快速、准确检测这一难点问题,本文开展了基于双目视觉的钣金件边缘检测技术研究,主要研究内容如下:
  1.提出了一整套基于双目视觉的钣金件边缘检测技术方案,在此方案基础上设计并开发了一套基于双目视觉的钣金件边缘检测系统(SMEIS),包括测量传感器硬件装置和系统配套软件。手持SMEIS系统测量传感器硬件装置围绕表面贴有圆形标记点的被测钣金件边缘连续移动,同时测量装置中的线激光发射器向钣金件边缘投射激光条纹,双目相机实时获取同步图像并传输至计算机;系统软件通过并行处理模式实时对输入图像中的激光条纹中心点进行增量式三维重建,实现对钣金类零件边缘的高效检测。
  2. 提出了一套激光条纹中心点列实时三维重建算法,其核心主要包括基于 ROI 的激光条纹中心点列实时提取算法、基于极线约束与直线拟合的激光条纹中心点列匹配算法,可以对投射在钣金件边缘薄壁侧面上的激光条纹中心点列进行高精度、实时三维重建。
  3. 提出了一套基于标记点的实时拼接算法,其核心主要包括标记点中心粗提取与精提取算法、基于视差梯度约束的标记点中心匹配算法、基于欧氏距离三角形的点云实时拼接算法、基于光束平差的局部与全局优化算法,可以将不同测量坐标系下的测量数据实时、高精度地转换到同一坐标系下。
  4.使用SMEIS系统对实际的钣金零件边缘进行了检测实验,实验结果表明,SMEIS系统具备良好的实时性和较高的测量精度。
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