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题名基于改进ICP算法的大尺寸焊接构件三维形貌测量
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作者
蔡引娣
王宇轩
牛超
朱祥龙
康仁科
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机构
大连理工大学机械工程学院高性能精密制造全国重点实验室
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出处
《光学精密工程》
北大核心
2025年第9期1396-1406,共11页
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基金
国家重点研发计划资助项目(No.2022YFB4600900)
国家自然科学基金联合基金集成项目(No.U23B6005)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费(No.DUT24MS005)
高性能精密制造全国重点实验室开放课题资助(No.ZY202408)。
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文摘
为了实现大尺寸构件三维形貌的高精度、高效率测量,提出基于改进迭代最近点算法的大尺寸构件三维形貌测量方法。针对双目结构光系统在实际测量中易受系统误差影响、相位展开不准确等问题,提出互补正反格雷相移结构光编码方法。该方法采用鲁棒像素分类法对正反格雷码进行二值化,采用改进的高斯滤波算法对相移码图像进行滤波处理。为了提高点云拼接算法的精度,提出改进迭代最近点云拼接算法。该算法对相邻视角公共区域点云进行提取和法向量筛选,避免非公共区域点云对拼接效果的影响,并将列文伯格优化算法引入迭代最近点云拼接算法中,解决大尺寸构件三维形貌测量钟点云拼接算法对点云初始位置敏感、容易受到噪声干扰等问题。改进迭代最近点云拼接算法相较传统迭代最近点云拼接算法精度提升55%,拼接效率提升数倍,迭代次数减少61%。实验结果表明,在被测物体距离相机镜头测量距离700 mm,相机夹角为65°的条件下,大尺寸构件三维形貌测量系统的长度测量精度优于450μm/m,相邻视角点云拼接计算用时约25 ms,满足大尺寸焊接构件三维形貌测量的精度和效率要求。
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关键词
三维形貌测量
双目结构光
鲁棒像素分类法
改进迭代最近点
正反互补格雷码
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Keywords
three-dimensional morphorogy measurement
binocular structured light
robust pixel classification
improved ICP algorithm
positive-negative gray phase shift
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分类号
TP394.1
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TH691.9
[机械工程—机械制造及自动化]
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