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车身零部件激光三角法检测关键技术研究

作　者: 刘业峰
导　师: 崔岸
学　校: 吉林大学
专　业: 车身工程
关键词: 车身零部件 激光三角法 亚像素 系统标定 精度
分类号: U468.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 248次
引　用: 2次
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内容摘要


车身零部件的制造质量影响着整个车身的质量。100%在线检测对于提高产品质量、降低产品成本有着重要意义。随着计算机视觉技术和光电技术的飞速发展,视觉检测技术得到了广泛应用。相对于传统检测方法,视觉检测具有非接触、测量速度快、自动化程度高等诸多优势。激光三角测量具有测量范围大、速度快、精度高、可靠性强等优点,目前在视觉检测中应用比较广泛。本论文结合湖南大学现代车身技术教育部重点实验室基金项目——《汽车车身覆盖件多点激光检测系统精度与稳定性的研究》,对车身零部件激光多点检测系统理论模型和测量关键技术进行了系统的研究。构建了激光多点检测系统理论模型框架,提出了基于CAN总线的系统结构,以及多传感器时序控制解决方案,并进行了系统功能模块及相关操作界面的设计;在系统标定技术的研究中,将径向畸变引入摄像机模型,对于内部参数的求解精度及判定依据,提出了通过迭代不断对内外参数进行修正的算法,并结合空间三线性插值进行误差补偿,使参数求解精度提高,在求解结构参数时,通过最小二乘法求解出测点在摄像机坐标系下的坐标和实际高度的函数关系;在图像处理方面,采用空间矩算子着重进行了亚像素细分算法在提高测量精度方面的应用研究,通过实验验证了算法的精度和稳定性;最后论文分析了影响检测精度的因素和提高精度的相关措施,并进行了相关实验。本文的研究有助于实现车身零部件在线检测及形成自主知识产权的车身检测技术,并对汽车零部件制造质量的实时监控具有重要的推动作用。

全文目录


提要  4-7
第一章 绪论  7-19
  1.1 课题研究背景  7-9
  1.2 国内外相关领域研究现状  9-14
  1.3 激光三角法检测关键技术  14-16
    1.3.1 激光三角法的基本原理  14-15
    1.3.2 图象处理技术  15-16
    1.3.3 系统标定  16
  1.4 本文研究的意义及内容  16-19
第二章 激光多点检测系统理论模型的研究  19-37
  2.1 系统理论模型的建立  19-21
    2.1.1 检测系统的组成及工作过程  19-20
    2.1.2 检测系统的理论模型  20-21
  2.2 系统硬件选择及结构设计  21-30
    2.2.1 传感器单元  21-23
    2.2.2 CAN总线设计  23-28
    2.2.3 多视觉传感器的控制设计  28-30
  2.3 系统功能模块设计  30-35
  2.4 本章小结  35-37
第三章 检测系统标定技术的研究  37-61
  3.1 摄像机成像原理  38-42
    3.1.1 成像几何模型  38-41
    3.1.2 摄像机镜头畸变  41-42
  3.2 标定方法  42-47
    3.2.1 利用透视变换矩阵的摄像机标定技术  43
    3.2.2 非线性标定  43-44
    3.2.3 摄像机自标定  44-46
    3.2.4 神经网格标定算法  46-47
  3.3 激光三角测距结构参数的求解  47-49
  3.4 摄像机的高精度标定算法  49-59
    3.4.1 空间点构建及角点提取  50-52
    3.4.2 参数求解  52-53
    3.4.3 基于空间三线性插值的误差补偿  53-55
    3.4.4 试验分析  55-59
  3.5 本章小结  59-61
第四章 空间矩亚像素技术的应用研究  61-81
  4.1 亚像素边缘检测概述  61-63
  4.2 亚像素定位原理  63-64
  4.3 亚像素提取前的图像处理  64-71
    4.3.1 图像降噪  64-67
    4.3.2 像素级边缘定位  67-71
  4.4 空间矩亚像素技术在车身零件检测中的应用  71-80
    4.4.1 空间矩亚像素算法基本原理  72-74
    4.4.2 车身零件检测试验  74-80
  4.5 本章小结  80-81
第五章 检测精度的影响因素分析  81-91
  5.1 影响系统精度因素分析  81-88
    5.1.1 结构参数的影响  81-82
    5.1.2 被测物体表面倾斜度的影响  82-85
    5.1.3 物体表面特性对精度影响  85-86
    5.1.4 成像系统像差对精度的影响  86-87
    5.1.5 入射光斑大小的影响  87
    5.1.6 其他影响因素  87-88
  5.2 测量试验  88-90
  5.3 本章小结  90-91
第六章 总结及展望  91-93
参考文献  93-97
摘要  97-100
ABSTRACT  100-102
致谢  102

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车制造厂 > 汽车零部件厂
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