复杂曲面零件面结构光扫描视点规划

摘要：

为了实现复杂曲面零件高效自动化测量,本文提出了一种基于改进栅格法的面结构光扫描视点规划方法,并将其应用在汽车复杂曲面零件自动化测量中.首先,针对人工示教视点冗余严重,扫描完整性差的问题,提出了一种基于改进栅格法的面结构光扫描视点规划算法,根据面结构光扫描仪的有效测量范围,确定栅格尺寸,改进候选视点生成策略,并通过扫描仪的测量约束条件得到候选视点的有效测量范围,利用视点质量评价函数确定最优视点.其次,针对视点规划过程中算法耗时长,特征重建精度低的问题,采用体素网格法简化模型,通过八叉树算法分割复杂曲面模型,根据法向量一致性误差确定体素网格尺寸,并且对于几何特征不同的模型,分析权重系数对扫描质量的影响,给出最佳权重系数.最后,进行了汽车钣金件和减速器壳体扫描视点规划和测量实验.结果表明,汽车钣金件视点规划耗时21.93 s,扫描完整性为99.124％,扫描精度为0.025 mm;汽车减速器壳体视点规划耗时158.29 s,扫描完整性为93.231％,扫描精度为0.032 mm.本方法能快速完成复杂曲面视点规划,并且采用规划视点扫描的模型完整性好,精度高,能够满足复杂曲面零件自动测量的要求.

关键词：复杂曲面、结构光、视点规划、栅格法、质量评价函数

所属期刊栏目：16

分类号：TP391.4;O348.1(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金No.51865057

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：113-126