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基于路径补偿的激光投影图形转角偏差矫正研究
1
作者 杨嘉亮 侯茂盛 +2 位作者 李天雄 史铮雪 李丽娟 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2024年第1期9-15,共7页
在先进装备制造业中广泛应用的激光扫描投影技术在扫描投影复杂图形时易出现图形转角偏差,严重影响投影图形形状准确度,影响实际零部件定位装配。为解决此问题,分析了转角轮廓偏差产生的原因,研究了基于转角点处路径补偿的激光扫描投影... 在先进装备制造业中广泛应用的激光扫描投影技术在扫描投影复杂图形时易出现图形转角偏差,严重影响投影图形形状准确度,影响实际零部件定位装配。为解决此问题,分析了转角轮廓偏差产生的原因,研究了基于转角点处路径补偿的激光扫描投影图形偏差校正方法,在自主搭建的激光扫描投影系统中应用所研究方法进行验证实验。实验结果表明,优化后的插补路径数据信息点可以压缩至51.92%,补偿后的投影图形形状准确度优于0.5 mm。所研究方法能够优化非预期的转角点处的图形偏差,在自主研发的激光扫描投影系统中,可显著提高投影图形的形状精度,具有良好的实际应用价值。 展开更多
关键词 激光扫描投影 偏差矫正 路径补偿 转角
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激光扫描投影系统背向反射目标扫描方法 被引量：1
2
作者 史铮雪 杨嘉亮 +1 位作者 李天雄 侯茂盛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期114-132,共19页
激光扫描投影前,需要对待投影工件上的背向反射目标进行扫描,并计算背向反射目标在投影仪坐标系下的中心坐标。研究了不同的背向反射目标扫描方法,提出了向日葵形扫描方法和外摆线形扫描方法。不同背向反射目标扫描方法的扫描时间不同,... 激光扫描投影前,需要对待投影工件上的背向反射目标进行扫描,并计算背向反射目标在投影仪坐标系下的中心坐标。研究了不同的背向反射目标扫描方法,提出了向日葵形扫描方法和外摆线形扫描方法。不同背向反射目标扫描方法的扫描时间不同,对应边缘扫描点的数量和位置也不同,会影响背向反射目标中心提取的准确性。实验结果表明,外摆线形扫描方法的扫描时间为0.612 s,数据使用率是光栅矩形扫描方法的6.719倍,平均中心提取误差为0.227935 mm。向日葵形扫描方法的扫描时间为0.36 s,数据使用率是光栅矩形扫描方法的6.231倍,平均中心提取误差为0.055710 mm。因此,向日葵形扫描方法能够缩短扫描时间,提高扫描数据的使用率,提取更精准的反射目标中心。 展开更多
关键词 激光扫描投影 背向反射目标 扫描方法 边缘提取 中心提取
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基于时间补偿的激光扫描投影图形偏差校正研究 被引量：9
3
作者 侯茂盛 陈雨情 +3 位作者 刘大礼 孙明利 史铮雪 李丽娟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期66-75,共10页
为了解决自研的激光扫描投影系统在实际扫描投影零部件外形轮廓时会存在拖尾、缺失和非预期的圆角过渡等图形偏差,严重影响投影出零部件外形轮廓的形状准确度的问题.通过分析拖尾和缺失偏差、转角偏差产生的原因,研究了基于时间补偿的... 为了解决自研的激光扫描投影系统在实际扫描投影零部件外形轮廓时会存在拖尾、缺失和非预期的圆角过渡等图形偏差,严重影响投影出零部件外形轮廓的形状准确度的问题.通过分析拖尾和缺失偏差、转角偏差产生的原因,研究了基于时间补偿的激光扫描投影图形偏差校正方法,得出了补偿时间与采样率间的关系,建立了时间补偿与投影图形转角角度间的数学模型.应用所研究方法在自主搭建的激光扫描投影系统中进行验证实验,并与国外FARO激光扫描投影系统的投影图形进行对比.实验结果表明:对优化投影路径后的5行5列棋盘格图形进行投影时,比较偏差补偿前后实际投影图形效果,补偿后的投影图形形状准确度优于0.5 mm.基于时间补偿的激光扫描投影偏差校正方法可以有效地补偿拖尾和缺失偏差、能够优化非预期的转角偏差,该方法应用于自主研发的激光扫描投影系统能够显著提高投影图形准确度,具有良好的实际应用价值. 展开更多
关键词 激光扫描投影 偏差校正 时间补偿 拖尾 缺失 转角
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融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法 被引量：8
4
作者 侯茂盛 陈雨情 +1 位作者 史铮雪 李竺悦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期134-141,共8页
为解决现有激光扫描投影系统中需要手动标定的问题,提出了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法。首先建立了融合单目视觉技术的激光扫描投影系统模型,给出了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法;其次建立了单目相机与激光... 为解决现有激光扫描投影系统中需要手动标定的问题,提出了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法。首先建立了融合单目视觉技术的激光扫描投影系统模型,给出了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法;其次建立了单目相机与激光扫描投影系统、被投影物体之间的数学模型;最后运用Matlab软件进行模拟仿真,证明融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法可以解决上述问题。同时为验证融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法的精度是否满足激光扫描投影系统的需求,将Matlab软件求解的实验结果与SA软件求解的实验结果进行对比,并分析精度与距离、角度等外部因素的关系。仿真实验结果表明:当距离一定时,单目相机旋转角度为55°时,单目相机距离投影仪和被投影物体的范围为1.5~3 m,且满足投影仪的精度要求。同时通过自主搭建新型激光扫描投影系统,证明了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法具有实际可操作性和可行性。 展开更多
关键词 激光扫描投影 单目视觉 自标定 位姿转换 粒子群优化
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基于特征自适应的激光扫描投影图形控制点提取及优化方法 被引量：9
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作者 李天雄 侯茂盛 +3 位作者 李丽娟 刘涛 史铮雪 杨嘉亮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第24期90-101,共12页
提出一种基于特征自适应的激光扫描投影图形控制点提取及优化方法,该方法依据各相邻点的曲率和法向量夹角划分待投影图形的特征区域和非特征区域,实现针对不同图形特征的投影控制点自适应分布。同时,为了保证投影图形控制点在稀释处理... 提出一种基于特征自适应的激光扫描投影图形控制点提取及优化方法,该方法依据各相邻点的曲率和法向量夹角划分待投影图形的特征区域和非特征区域,实现针对不同图形特征的投影控制点自适应分布。同时,为了保证投影图形控制点在稀释处理后的形状准确度,提出基于人眼空间分辨率的控制点数量稀释和优化方法。最后,将优化得到的投影图形控制点作为扫描投影点完成待投影图形轮廓的循环扫描投影。实验结果表明:将所提方法应用到激光扫描投影系统中,可使投影图形控制点数减少20%以上,有效解决了扫描投影复杂图形时的"闪烁"问题。 展开更多
关键词 成像系统 激光扫描投影 图形闪烁 稀释 特征提取 自适应
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