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《多關節(jié)坐標測量機的軟件研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、華中科技大學碩士學位論文摘要反求工程作為一種新型的設計方法，在吸收國內(nèi)外的先進制造技術、縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期以及降低生產(chǎn)成本等方面發(fā)揮著重大的作用。六自由度多關節(jié)坐標測量機融合了接觸式測量和激光掃描兩種測量方法的優(yōu)點，帶來了一種全新的產(chǎn)品設計、制造及三維尺寸測量模式，具有很好的科研價值和市場前景。本文在前人工作的基礎上，對新開發(fā)的多關節(jié)坐標測量機的軟件系統(tǒng)和基礎算法進行了一系列研究。首先論述了多關節(jié)坐標測量機的軟件PowerACMM的開發(fā)方法和體系結構。PowerACMM基于演進式的柔性軟件開發(fā)過程進行開發(fā)，適應
2、了軟件在開發(fā)過程中需求不斷變化的情況。在分析測量系統(tǒng)的操作流程和主要功能模塊的基礎上，抽象出軟件的層次結構，并根據(jù)面向對象的程序設計方法，設計了系統(tǒng)中的關鍵類。軟件的實現(xiàn)包括了下文所述數(shù)學模型和相關算法。在Denavit-Hartenberg方法基礎上，建立了關節(jié)臂的數(shù)學模型和測量運動方程，并利用圖解仿真試驗，驗證了測量運動方程的正確性。建立了關節(jié)臂的參數(shù)誤差模型，并設計出一種全新的標定塊，利用最小二乘法和迭代法快速、高精度的實現(xiàn)了關節(jié)臂的結構參數(shù)和運動參數(shù)標定。激光掃描頭的參數(shù)標定和三維數(shù)據(jù)匹配這兩個過程都以
3、CCD采集的數(shù)字圖像為信息源，提取圖像中的有用信息是系統(tǒng)軟件的關鍵任務之一。本文詳細論述并在軟件中實現(xiàn)了上述兩個過程中所需的圖像處理算法，提出了一種結合梯度銳化和重心法的中心提取算法，很好地解決了環(huán)境噪聲對測量精度的影響，精度達到亞像素級。關鍵詞：反求工程關節(jié)式坐標測量機數(shù)學模型參數(shù)標定圖像處理I華中科技大學碩士學位論文AbstractReverseengineeringasanewdesignmethodcandoalotofthingsinabsorptiondomesticandinternational
4、advancedtechnique,shortentheproduct'sdevelopmentperiodandlowertheproductioncost.TheArticulatedCoordinateMeasuringMachines(ACMM)putnon-contactmethodsandtactilemethodstogetherperfectly;bringanewproducttodesign,manufacturingandthreedimsmeasuremode.Thisthesis,ba
5、sedonaseriesofjobsofpredecessor,doalotofresearchonsoftwareandbasicalgorithmofnewlydevelopedACMM.Firstly,thedevelopingmethodandthearchitectureofPowerACMM－thesoftwareforArticulatedCoordinateMeasuringMachineisdiscussed.Anevolutionalflexiblesoftwaredevelopingpro
6、cessisadoptedtodevelopsuchacomplexsystemthatmanysubjectsaredubiousorunknownbeforedevelopment.Inanalysistheprocessandmainmodularfunctionofthemeasuringsystem,thispaperabstractedthestructureofhierarchies,designedkeyclassesofthesystem.PowerACMMincludesthemathema
7、ticalmoduleandrelevantalgorithmasfollows.OnthebasisofD-Hmethod,builtthemathematicalmoduleandmovementequationofprobeend;andthendesignedanewcalibrationblockforparametercalibration,withleastsquareanditerationmethod,ithasrealizedafastandhighlyprecisecalibrationo
8、fstructureparametersandmotionparameters.Parameterdecisionoflaserscannerand3DdatamatchingbaseonimagedatacollectedbyCCD,extractingusefulinformationofimageiscriticaltaskofsystemsoftware.Thispaperdi
