摘要：为解决自动化装配过程中工件定位难,安装精度差等问题,设计了一种对点云质量适应性强的高精度、高效率的盘盖类工件自动化装配视觉引导系统。首先使用点云包围盒提取点云数据ROI,并对其进行去噪及降采样的预处理步骤。接着提出了一种使用有限元网格中心点制作点云模板的方法,并对PCA算法进行了主轴及质心矫正的改进,提高了算法对点云质量的容忍度,实现了点云数据快速准确配准。最后对点云模板制作方法的有效性、改进PCA算法的配准效果、算法对点云质量的容忍度、算法对不同零件的鲁棒性及系统整体精度进行了实验验证。系统最终的平移误差均值为0.80 mm,RMSE小于0.089 mm;旋转误差均值为1.24 mm,RMSE小于0.116 mm,完全满足了自动化装配的要求。实验结果表明,所提出的方法在点云质量容忍度、配准的精度及效率方面具有优越的综合性能。

摘要：采用加工精度为0.05 mm的圆弧类标准件模拟汽车“四门两盖”间隙中小圆弧,提出一套小圆心角小圆弧半径精确测量方案,并取其中理论半径分别为1 mm,2 mm,5 mm的圆弧进行点云数据采集并控制圆弧所对圆心角为30°、45°、60°来验证该方案的有效性,其中5 mm组为对照组。该方案通过限制拍摄角度范围,变换线结构光相机拍摄位姿对标准件圆弧处进行多次拍摄采集并提取圆弧轮廓数据后,进行点云粗配准,通过将多组不同角度拍摄提取得到的小圆心角小圆弧点云进行配准,增加小圆心角小圆弧的点云密度以增多其可用信息点数量,再用将传统拉普拉斯平滑算法与两步平滑算法结合而提出的普拉斯深度平滑算法,将点云进行平滑处理,得到较光滑的圆弧轮廓点云,最后利用最小二乘法进行拟合得到小圆心角小圆弧的半径。对标准件的测量实验验证结果表明,该方案无论在圆心角度数较低时,或者圆心角度数相对较高时,均可提高圆弧半径拟合精度;其改善了小圆弧所对圆心角度数为30°~60°时,可用信息点不够引起的拉普拉斯深度平滑过度拉伸的问题;同时,也改善了当小圆弧所对圆心角度数大于60°时,点云配准带来的较大的点云波动的问题。该方案测量小圆心角小圆弧半径的绝对精度可控制在0.06 mm,效果良好,满足了小圆心角小圆弧半径测量要求。