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[硕士论文] 张沅
机械工程 南京航空航天大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,三维点云获取手段得到迅猛发展,以点云为基础的三维数字化检测技术成为研究热点。三维数字化检测技术关键在于点云数据预处理、配准算法以及误差分析显示等。机械零件在实际加工制造中拥有高精度定位工艺几何特征,本文引入该特征作为点云与CAD模型配准的约束基准,进行机械零件检测方法研究,设计开发基于定位工艺几何特征的机械零件数字化检测系统,提高零件数字化检测精度。
  本文对基于定位工艺几何特征的机械零件数字化检测方法进行研究,包括点云预处理以及特征配准算法的研究,采用八叉树建立几何拓扑信息,提高了散乱点云数据的处理速度;通过采样算法,降低了点云冗余度;使用改进Z-score模型对点云数据去噪,降低噪声对测量数据的影响,提高点云数据准确性;提出了基于模型驱动的点云数据分割算法,将点云数据按照CAD的曲面信息进行分割,为特征创建以及特征约束配准奠定基础。对六种常见特征的拟合方法进行了研究,创建高精度的特征对;基于特征约束属性,设计出特征约束配准算法,使用高精度特征进行坐标配准,提高了配准精度;对误差计算方法以及可视化技术进行研究,开发出了基于定位工艺几何特征的机械零件数字化检测系统。
  通过对基于定位工艺几何特征的机械零件数字化检测方法研究,充分利用了高精度的定位工艺几何特征,提高了三维数字化检测的精度,对应用于实际工业形变检测分析具有重要意义。
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