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题名基于机器视觉的管片自动拼装粗定位方法
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作者
柳献
胡秋斌
毛仁利
庄欠伟
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机构
同济大学土木工程学院
上海隧道工程有限公司
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出处
《隧道建设(中英文)》
北大核心
2025年第9期1627-1639,共13页
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基金
国家自然科学基金(52478409)
上海市国资委企业创新发展和能级提升项目(2022020)
同济大学学科交叉联合攻关项目(2023-2-ZD-03)。
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文摘
拼装管片时需先将管片运送到待拼装位置,然后再局部微调管片位置和姿态,使其与相邻管片对齐。为准确获取管片的待拼装位置和姿态,提出一种快速识别已拼环管片位姿并预测待拼环管片拼装位姿的方法。首先,用面结构光相机获取已拼环管片纵缝点云,并利用两阶段手眼标定方法将其转换至拼装机器人的基坐标系下;然后,基于管片点云进行纵缝分割、环缝检测,推算已拼环管片坐标和姿态,并根据待拼环管片排版位置关系推导出待拼环所有管片的预拼装位置和姿态。为验证该算法的有效性,在现场搭建管片自动拼装试验平台,利用该平台开展管片自动拼装试验。试验结果表明:1)设计的基于密度聚类和SVM(支持向量机)的纵缝分割方法可有效将点云按管片分块;2)提出的管片拼装定位方法定位误差较小,3个方向的坐标误差均在12.3 mm内,满足工程中管片拼装粗定位要求,可为管片位置和姿态的精细调整提供较为可靠的初始位置。
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关键词
管片自动拼装
粗定位
机器视觉
面结构光
位姿检测
拼装机
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Keywords
automated segment assembly
coarse positioning
machine vision
structured light
posture detection
assembly machine
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分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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