面向发射箱蒙皮边界提取的线结构光测量技术研究

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发射箱蒙皮数字化加工是现在飞航导弹发展的迫切需求,只有准确的获取蒙皮边界线数据信息才能保证加工蒙皮与箱体的有效配合。线结构光测量技术凭借其重建速度快、质量稳定、抗噪性强、灵活等优点,尤其适合于在线蒙皮边界点的提取。基于以上背景,本文对面向发射箱蒙皮边界提取的线结构光测量技术进行了深入的研究。主要研究内容如下:(1)确定了箱体蒙皮边界提取的测量方案,搭建了全局定位系统与局部边界提取系统,设计了手持式单双目结合的线结构光测量设备。提出了基于光条中心线在空间变换的激光光平面标定方法,充分利用光条整体数据,避免了特征点的求解,保证了标定精度。利用平面靶标完成了全局定位标志点匹配、重建并采用光束平差法完成最终优化,保证了定位精度。(2)提出了发射箱表面的光条中心提取算法,包括金属表面的图像噪声去除、条纹分割、镜面反射干扰去除和亚像素中心点提取,实现了光条高精度、实时三维重建。(3)定义了新的特征量——有向转角量,并结合两步法,完成了扫描过程中多截面形状的扫描线点云中边界点的在线提取。两步法主要为多边形近似的边界点粗定位与有向转角精确定位。此外,提出了一种高精度的标志点圆心定位算法,完成了局部与全局定位系统的数据转换拼接。(4)开发了手持式边界提取系统配套的软硬件系统,并对发射箱样件与某型号圆台进行了边界提取实验,实验结果表明,该系统可以完成在线边界特征点提取工作和具有较高的提取精度。
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