【摘 要】
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随着现代科技的不断发展,计算机、激光、CCD传感器技术也得到了快速的发展,近年来国内外各科研单位设计了不同形状的靶标,结合视觉测量系统对特殊曲面进行测量,靶标测量系统因为具有体积小、重量轻、便于携带等优点,得到了越来越多的应用。应用视觉的靶标测量系统的应用非常广泛,从零件视觉检测、定位到机器装配,还有文物与雕塑等方面,特别是坐标机无法实现的大尺寸自由曲面的三维测量,如飞机、车辆的模具外形、涡轮的设
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“基于编码靶标的小视场大范围坐标测量方法研究”;
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随着现代科技的不断发展,计算机、激光、CCD传感器技术也得到了快速的发展,近年来国内外各科研单位设计了不同形状的靶标,结合视觉测量系统对特殊曲面进行测量,靶标测量系统因为具有体积小、重量轻、便于携带等优点,得到了越来越多的应用。应用视觉的靶标测量系统的应用非常广泛,从零件视觉检测、定位到机器装配,还有文物与雕塑等方面,特别是坐标机无法实现的大尺寸自由曲面的三维测量,如飞机、车辆的模具外形、涡轮的设计、发动机外壳等都能进行现场测量。为了适应快速的现场测量,实现测量的高精度与大范围,因此本课题提出以靶标为核心通过对靶标进行红外编码应用视觉测量系统对目标物进行测量,本课题设计了以LED红外二极管为编码点和标识点的编码靶标,由于红外LED编码点图像清晰,在不同测量距离时通过调节红外LED发光二极管亮度使得CCD传感器采集到的图像效果基本一致。同时本课题还设计了以CC2530为控制器的无线通讯系统,实现靶标测量系统的智能化,网络化和无线化。本课题以编码靶标作为探测工具主要做了如下研究:(1)结合国内外靶标编码方式提出了以红外LED发光二极管的作为靶标的编码点和标识点,并对靶标形状进行仿真分析,确定合适的标识点及编码点的分布。(2)编码靶标的设计,对编码靶标的机械结构进行设计,确定了直线型靶标的优点,同时对编码靶标的硬件电路进行设计。(3)为了操作的便捷性,对编码靶标进行无线控制。本课题利用意法半导体公司推出的STM32系列ARM控制器对12个标识点红外二极管进行占空比(PWM)调节达到红外二极管亮度变化的效果;同时以TI公司的CC2530无线射频芯片为核心,利用UART协议实现编码靶标系统的无线化、网络化、智能化。本课题来源于国家自然科学基金项目“基于编码靶标的小视场大范围坐标测量方法研究”其中编码靶标的设计以及靶标测量系统的无线智能化是课题的重要研究对象,我们对靶标的性能进行了测试,表明编码靶标的精度高于普通靶标,通过仿真分析确定了直线型靶标的结构。同时以红外二极管作为靶标的编码点及标识点。设计了以CC2530为无线传输模块实现了靶标测量系统的无线智能化。
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