基于雙目視覺(jué)的鈑金件邊緣檢測(cè)技術(shù)研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

（南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，南京210016）

鈑金零件是組成現(xiàn)代飛機(jī)機(jī)體的重要部分，其數(shù)量約占飛機(jī)零件總數(shù)的20%～50%，具有種類多、尺寸大、厚度薄、剛度小易變形、形狀不規(guī)則等特點(diǎn)[1–3]。鈑金件上的內(nèi)/外輪廓邊緣是表征鈑金零件外形的重要信息，對(duì)于鈑金件的生產(chǎn)和裝配十分關(guān)鍵。傳統(tǒng)的鈑金件邊緣檢測(cè)采用以模擬量傳遞為基礎(chǔ)的實(shí)物對(duì)比式檢測(cè)方法，測(cè)量效率低、精度差，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大[4–6]。目前應(yīng)用較為廣泛的數(shù)字化檢測(cè)裝置如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)[7]、iGPS[8]和激光雷達(dá)[9]等，難以對(duì)鈑金件邊緣進(jìn)行細(xì)節(jié)特征的完整精確測(cè)量。

視覺(jué)測(cè)量技術(shù)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種光電檢測(cè)技術(shù)，具有非接觸、全視場(chǎng)、高精度、自動(dòng)化程度高、穩(wěn)定性好、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)[10]，在理論和實(shí)踐中都有很高的價(jià)值，已成為提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。但是鈑金件形狀大小各異且厚度極薄（通常僅有1mm 左右），現(xiàn)有的視覺(jué)測(cè)量設(shè)備難以對(duì)其邊緣進(jìn)行有效測(cè)量。其中，結(jié)構(gòu)光掃描儀雖然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大型曲面的快速三維點(diǎn)云重建，但是對(duì)于曲面邊緣部位，其測(cè)量得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)容易缺失，難以精確表達(dá)零件的邊緣輪廓；帶精密機(jī)械轉(zhuǎn)臺(tái)的激光掃描儀的測(cè)量對(duì)象體積和重量均受轉(zhuǎn)臺(tái)大小限制，而鈑金件種類眾多、尺寸大小各不相同，因此這種設(shè)備同樣不適合鈑金件邊緣的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量使用。

本文針對(duì)鈑金件邊緣檢測(cè)具體需求，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套手持式雙目視覺(jué)檢測(cè)原型系統(tǒng)（SMEIS），能夠?qū)崟r(shí)、高精度測(cè)量各類鈑金零件的邊緣，提高薄壁零件邊緣檢測(cè)的質(zhì)量和效率。……