【摘 要】
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铝合金型材变曲率滚弯在线尺寸检测是实现滚弯闭环控制的关键,针对铝合金型材变曲率滚弯过程缺乏有效的在线尺寸检测方法的问题,本文提出了采用随动机器视觉在线检测方法。相机随弯曲辊同步移动,对型材滚弯回弹后区域进行拍摄,通过采用具有双向唯一性匹配SURF算法对拍摄图像进行拼接,并提取型材滚弯件外边缘曲线,在此基础上,检测曲线尺寸并与数模曲线进行匹配,得到型材滚弯件的误差分布,满足铝合金型材变曲率滚弯成形尺
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铝合金型材变曲率滚弯在线尺寸检测是实现滚弯闭环控制的关键,针对铝合金型材变曲率滚弯过程缺乏有效的在线尺寸检测方法的问题,本文提出了采用随动机器视觉在线检测方法。相机随弯曲辊同步移动,对型材滚弯回弹后区域进行拍摄,通过采用具有双向唯一性匹配SURF算法对拍摄图像进行拼接,并提取型材滚弯件外边缘曲线,在此基础上,检测曲线尺寸并与数模曲线进行匹配,得到型材滚弯件的误差分布,满足铝合金型材变曲率滚弯成形尺寸的在线检测要求。论文主要工作如下:(1)型材滚弯分段拼接算法研究。采用添加外部图像特征的方式,并基于型材滚弯特点,实现了图像特征区域的范围预算。应用结合双向唯一性匹配的SURF算法实现了图像特征匹配。通过计算图像之间的角度,利用滚弯件在图像间的几何关系,实现了滚弯拼接图像画布分配空间自适应,使得拼接图像去除了大量无效区域。通过改进渐入渐出融合图像方法,实现了滚弯图像融合。(2)型材滚弯局部检测和整体检测的实现。应用霍夫变换检测方法去除了图像中型材滚弯件的剩余直边,采用斜率差自适应方法进行图像边缘数据点采样,采样点能够随着滚弯件的曲率变化而分布。应用曲线分段拟合的方法解决了图像边缘缺失问题,对图像中滚弯件外边缘曲线与滚弯数模曲线进行在线单边对比,并得到单边误差。基于模拟退火的粒子群算法实现了实测边缘曲线与数模曲线的匹配,得到型材滚弯件的误差分布数据。(3)型材滚弯图像曲率检测系统的构建。进行了检测系统的系统设计,功能模块的划分。完成了包括检测系统光源的选择、相机的位置确定及相机标定,开发了型材滚弯图像曲率检测软件。(4)型材滚弯在线测量实验。对多个不同数模滚弯件进行在线测量,再使用三维激光扫描仪进行复检,复检结果验证了本文检测方法的准确性,最后对同一型材滚弯件进行多次检测,得到本文检测系统的重复误差。
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