国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

一種微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法。首先，利用顯微視覺(jué)和標(biāo)定物標(biāo)定顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心和激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心的位置關(guān)系；然后利用顯微視覺(jué)檢測(cè)微零件的平面位置信息，根據(jù)平面位置信息自動(dòng)引導(dǎo)三角測(cè)量?jī)x分別測(cè)量微零件特征面上不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)的深度信息，最后通過(guò)三個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)計(jì)算微零件特征面的法向量從而得到微零件的姿態(tài)。本發(fā)明的測(cè)量方法用于微米厚度、毫米大小微零件位姿的自動(dòng)測(cè)量，操作方便、自動(dòng)化程度高、測(cè)量精度高，具有較好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微裝配【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微零件位姿的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微裝配技術(shù)是先進(jìn)制造領(lǐng)域里的關(guān)鍵技術(shù)之一，通常涉及不同加工工藝、復(fù)雜幾何外形以及不同加工材料的產(chǎn)品裝配，可廣泛應(yīng)用于微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-MechanismSystem MEMS)、納米制造、精密光電子工程、生物工程、醫(yī)學(xué)、激光物理實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。其中顯微視覺(jué)為微裝配提供了必不可少的觀察手段，也提高了其自動(dòng)化水平。然而，由于顯微視覺(jué)系統(tǒng)具有景深小的特點(diǎn)，各路顯微視覺(jué)幾乎沒(méi)有公共視野從而難以構(gòu)成傳統(tǒng)的立體視覺(jué)系統(tǒng)，所以單純基于顯微視覺(jué)的位姿測(cè)量面臨著許多困難。
[0003]目前微零件位姿測(cè)量技術(shù)研究主要以空間位置測(cè)量技術(shù)居多，其中深度信息作為研究難點(diǎn)之一吸引了眾多學(xué)者的研究，目前主要有基于顯微視覺(jué)的聚焦/離焦法、線性激光掃描法和多路視覺(jué)方法。而對(duì)于微零件的姿態(tài)測(cè)量目前很少涉及，Wang LiDai等人利用顯微視覺(jué)只實(shí)現(xiàn)了微鏡片的一維姿態(tài)測(cè)量(參見(jiàn)文獻(xiàn):L Wang，J.K.Mills, ff.L.Cleghorn.Assembly of three-dimensional Microsystems using a hybrid manipulation strategy.1EEE International Conference on Mechatronics and Automation, 2008, 545-550)；法國(guó)Tamadazte利用CAD模型來(lái)檢測(cè)MEMS器件三維姿態(tài)但是這種方法依賴于微器件的先驗(yàn)CAD模型，對(duì)其應(yīng)用具有一定的局限性(參見(jiàn)文獻(xiàn):B.Tamadazte, E.Marchand, S.Dembele, N.L.F.Piat.CAD model based tracking and 3D visual-based control forMEMS microassembly.1nternational Journal of Robotics Research, 2010, 29(11):1416-1434)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于微零件位姿測(cè)量的難點(diǎn)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法。
[0005]本發(fā)明的微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特點(diǎn)是，所述的位姿自動(dòng)測(cè)量方法首先利用顯微視覺(jué)和標(biāo)定物標(biāo)定顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心和激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心的位置關(guān)系；然后利用顯微視覺(jué)檢測(cè)微零件的平面位置信息，并根據(jù)平面位置信息自動(dòng)引導(dǎo)三角測(cè)量?jī)x分別測(cè)量微零件特征面上不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)的深度信息，最后通過(guò)三個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)計(jì)算微零件特征面的法向量從而得到微零件的姿態(tài)。
[0006]本發(fā)明的微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特點(diǎn)在于，顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心和激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心位置關(guān)系(Λζ，AjO只需標(biāo)定一次，而且標(biāo)定物采用圓柱體結(jié)構(gòu)且沿軸線方向設(shè)有直徑與激光光斑大小相匹配的深孔。
[0007]本發(fā)明的微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特點(diǎn)在于，顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心與激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心位置關(guān)系(Λζ，Δ^)的標(biāo)定采用以下步驟:
a、顯微視覺(jué)對(duì)標(biāo)定物的上表面進(jìn)行聚焦成像，經(jīng)過(guò)圖像處理后得到深孔的圖像坐標(biāo)(?0.%)，同時(shí)記錄調(diào)整運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置信息(Al，_Fwl);
b、通過(guò)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)激光測(cè)量?jī)x使激光光路中心移動(dòng)至深孔，其中通過(guò)判斷激光三角測(cè)量?jī)x輸出的深度值是否發(fā)生突變來(lái)判斷激光光軸中心是否從孔周圍落入孔中，并同時(shí)記錄調(diào)整運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置信息Crw2，_Fw2);
C、結(jié)合深孔的圖像坐標(biāo)(％，％)和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的位置差Uw2-zw1，_Fw2 __Fw1)得到位置關(guān)系(Δζ, Δ_7),其中N X= xw2- U0 δ，A尸^w2- _7w「1? δ，δ為顯微視覺(jué)的像素當(dāng)量。
[0008]本發(fā)明的微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特點(diǎn)在于，測(cè)量微零件特征面上某一目標(biāo)點(diǎn)的深度信息采用以下步驟:
a、顯微視覺(jué)聚焦微零件被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)所在的特征平面并得到該目標(biāo)點(diǎn)的圖像位置信息
(°1卜0，vI1-O^ ;
b、根據(jù)顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心與激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心的位置關(guān)系(Λζ，八_7)，計(jì)算使得激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)的引導(dǎo)控制量，即運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X軸和I軸的調(diào)整量(Δxwi, Δywi>
【權(quán)利要求】
1.一種微零件位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于:所述的位姿自動(dòng)測(cè)量方法首先利用顯微視覺(jué)和標(biāo)定物(3)標(biāo)定顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心和激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心的位置關(guān)系；然后利用顯微視覺(jué)檢測(cè)微零件的平面位置信息，并根據(jù)平面位置信息自動(dòng)引導(dǎo)三角測(cè)量?jī)x分別測(cè)量微零件特征面上不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)的深度信息，最后通過(guò)三個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)計(jì)算微零件特征面的法向量從而得到微零件的姿態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于，所述顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心和激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心位置關(guān)系(Δζ, AjO只需標(biāo)定一次，而且標(biāo)定物(3)采用圓柱體結(jié)構(gòu)且沿軸線方向設(shè)有直徑與激光光斑大小相匹配的深孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于，顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心與激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心位置關(guān)系(Λζ，Δ^)的標(biāo)定采用以下步驟: a、顯微視覺(jué)對(duì)標(biāo)定物(3)的上表面進(jìn)行聚焦成像，經(jīng)過(guò)圖像處理后得到深孔的圖像坐標(biāo)(Wci, F0),同時(shí)記錄調(diào)整運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)的位置信息Uwl, _Fwl)； b、通過(guò)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)移動(dòng)激光測(cè)量?jī)x使激光光路中心移動(dòng)至深孔，其中通過(guò)判斷激光三角測(cè)量?jī)x輸出的深度值是否發(fā)生突變來(lái)判斷激光光軸中心是否從孔周圍落入孔中，并同時(shí)記錄調(diào)整運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)的位置信息Crw2，_fw2); C、結(jié)合深孔的圖像坐標(biāo)(‘ ％)和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)的位置差Crw2- zw1，_fw2 __Fw1)得到位置關(guān)系(Δζ, Δ_7),其中Δζ= Zw2- 《οδ，八尸7w2_ ％δ，δ為顯微視覺(jué)的像素=I里。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于，測(cè)量微零件特征面上某一目標(biāo)點(diǎn)的深度信息采用以下步驟: a、顯微視覺(jué)聚焦微零件被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)所在的特征平面并得到該目標(biāo)點(diǎn)的圖像位置信息(°1卜0，; b、根據(jù)顯微視覺(jué)視場(chǎng)光軸中心與激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心的位置關(guān)系(Λζ，八_7)，計(jì)算使得激光三角測(cè)量?jī)x激光光軸中心運(yùn)動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)的引導(dǎo)控制量，即運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(5)的X軸和I軸的調(diào)整量(Δ Xffl, Ay η )
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于，微零件的姿態(tài)通過(guò)測(cè)量微零件某一特征面上不在同一條直線上三個(gè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)來(lái)確定，其中三個(gè)點(diǎn)的深度信息采用如權(quán)利要求4所述的步驟進(jìn)行測(cè)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿自動(dòng)測(cè)量方法，其特征在于，微零件的姿態(tài)測(cè)量采用以下步驟: a、選擇能夠表征微零件姿態(tài)的某一特征平面，并利用顯微視覺(jué)對(duì)特征平面聚焦； b、通過(guò)顯微視覺(jué)測(cè)量得到該特征平面上某一基準(zhǔn)點(diǎn)的圖像位置信息然后計(jì)算使得激光三角測(cè)量?jī)x的激光光軸中心運(yùn)動(dòng)至該平面上不在同一條直線上的三個(gè)點(diǎn)PU P2和P3所需的引導(dǎo)控制量，即平臺(tái)Wl的X軸和y軸的運(yùn)動(dòng)控制量(Λ Xwi^ Ayww)，i=l, 2，3
【文檔編號(hào)】G01B11/22GK103791838SQ201410080922
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】吳文榮, 沈飛, 余大海, 張娟, 劉國(guó)棟, 杜凱, 唐永建, 劉炳國(guó), 陳鳳東, 李波, 王紅蓮 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心