1 华北电力大学控制与计算机工程学院，北京 102206
2 太仓中科信息技术研究院，江苏 太仓215400
3 中国科学院计算技术研究所，北京 100190
目前在零件模型上容易将低曲率圆柱面的局部区域识别为平面，并且只能做到一种图元的快速准确检测。基于此，提出一种能够同时对平面和圆柱面进行精确快速检测的面向点云数据的面图元快速检测方法。该方法分为粗识别和精化两阶段：首先，将点云划分为小粒度基片，计算基片特征，粗识别出平面基片或圆柱面基片；之后，根据过滤条件将圆柱面基片邻近的平面基片过滤，合并具有相同特征的基片得到完整平面和圆柱面。使用5个机械零件数据进行实验验证，并将其与目前流行的两种识别方法进行比较。结果表明，该方法不会出现其他两种方法存在的遗漏和错误识别现象，同时在多圆柱面相连时的准确分割以及曲面参数精度上，优于其他两种方法。
三维点云 图元检测 区域增长 机械零件 基片特征 激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0415006
1 华北电力大学 控制与计算机工程学院，北京 102206
2 国家电网有限公司信息通信分公司，北京 100761
3 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室，北京 100190
4 太仓中科信息技术研究院，江苏 太仓 215400
机械零件的精确测量可为零件的加工制造、虚拟仿真、缺陷检测等应用提供依据，基于条纹投影的双目视觉方法由于其高精度的特点广泛应用于机械零件的形貌测量中。在该方法中，绝对相位曲线的质量决定着三维重建的最终精度。由于环境噪声、场景不连续或零件表面复杂结构等的影响，绝对相位曲线往往存在着大量的噪声点和不同程度的形变。为了提高重建精度，针对绝对相位曲线存在的问题提出了相应的改进方法；针对难以去除的远离相位曲线的噪声点，提出逐区域相位校正方法，该方法将每一行的相位曲线分为若干区域，以区域内相位值的中位数为阈值，去除此类噪声点；针对相位曲线的形变区域，在基于点基元的立体匹配方法的基础上引入曲线拟合方法，并对匹配后得到的视差图进行精化，能够改善相位曲线形变区域立体匹配结果不佳的情况，提高了匹配方法的鲁棒性与精度。使用该方法对复杂零件FSW逆变器进行重建，标准偏差可降至0.1 mm以内。实验结果表明：所提方法重建精度更高，对于表面结构复杂的机械零件，能够实现精确测量。
三维重建 相位校正 机械零件 多频外差 曲线拟合 3D reconstruction phase correction mechanical parts multi-frequency heterodyne curve fitting 红外与激光工程
2022, 51(7): 20210730
安徽大学电气工程与自动化学院, 安徽 合肥 230601
数字图像相关(DIC)方法是一种间接测量位移和应变的方法,具有光路简单、适应性好等优点,因此在相关领域得到了广泛应用。首先,以典型的空心圆盘金属零件为研究对象,并利用自行搭建的热变形装置对其进行加热控温。然后,利用DIC方法提取变温前后零件的图像特征,以计算零件外径的热变形。最后,用ANSYS仿真软件对零件在相同温度变化下的热变形进行仿真。实验结果表明,DIC方法测量的零件热变形结果与ANSYS的仿真结果吻合度较好,这表明DIC方法可应用于金属零件的热变形测量。
图像处理 数字图像相关 热变形 机械零件 有限元仿真 激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1412003
