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影像测量技术由于具有较高的精度、较快的检测速度、较强的适应性及非接触性等特点,受到各行业的广泛关注,尤其是在工业检测领域,得到了广泛应用。为提高影像测量设备的自动化、数字化及智能化水平,研究CAD集成及检测路径规划共性技术及其实现方法具有重要的理论意义及应用价值。
本文首先阐述了精密影像测量系统的基本原理和软硬件组成。根据精密影像测量要求将测量系统划分为光源控制系统、图像采集系统、运动控制系统。在测量软件需求分析的基础上,着重探讨了自动CNC测量的实现方法。
在CAD集成方面,分析了DXF、IGES、Gerber文件的图形保存格式和DMIS标准在自动测量方面的作用。针对不同的图形格式,根据自动影像测量的要求,研究了图形信息的存储方式和提取图形信息的方法,实现了CAD的有效集成。
影像测量的路径规划问题可分为取像的路径规划问题和运动的路径规划问题。取像的路径规划是一个聚类问题,本文研究了K均值算法、层次聚类算法、较少检测区域法和改进的遗传算法,并进行了分析和比较,结果表明较少检测区域法和层次聚类算法具有较快的规划速度,而遗传算法规划后的聚类较少。运动的路径规划问题是一个旅行商问题,同样可以用遗传算法进行求解。
针对标准板和实际工件的测量实验表明,基于CAD集成和路径规划的精密影像测量与手动测量具有相同测量精度,同时缩短了测量时间,极大提高了测量的自动化程度及检测效率。