三坐標測量機如何測量更準確
檢測過程中,當發現同一個程序、同一個零件或者特征的多次檢測數據差別較大,不同操作者輸出結果不一致,或者測量結果與真實裝配狀態不一致時,那就需要從多個方面進行檢查和分析,以正確快速的找到原因,摒除質檢風險。
零件的裝夾與固定。很多用戶在測量零件時,認為零件的自重就可以使零件在測量時不移位。其實由于花崗石臺面非常光滑,直接放置在臺面上的方箱和零件有可能會在測量機重心移動和加速運動產生震動時發生移位,造成測量結果的變化,尤其在零件比較小且輕的情況下,這種可能性是非常大的。其次,臺面上鋪一層橡膠或塑料似乎可以保護臺面,但是也會造成零件的測量重復性差,這里,建議使用等高塊。而變形的零件也要考慮裝夾導致變形的因素。對于批量檢測,必須采用科學的裝夾方式,3點支撐定位,且必須采用可靠且方便的定位基準,保證裝夾的重復精度。
計算方法采用7參數坐標變換法。由于點云不存在扭曲和縮放,因此點云坐標轉換為剛體變換,縮放因子為1,其他6參數包括3個角度轉換量、3個坐標平移量。
設兩個測站點云集合P={pi}, Q={qi},i=1,2,···,N,以式(1) 為目標函數采用下限值二乘法計算得到R和T的解答,使得f(R,T) 達到下限
式中,R表示旋轉矩陣;T表示平移矩陣。
2.2基于面的ICP準確匹配
為了解決ICP算法效率問題,提高算法準確度,首先對點云按下列步驟進行預處理:
(1)對測站點云包圍盒按某初始邊長均勻劃分為立方體柵格。
(2)遍歷每一個立方體柵格,將其內的點云采用下限值二乘法擬合成平面。
(3)若擬合的平面的標準偏差小于閾值,三坐標回收,則對立方體柵格內的點云計算重心點,記錄重心點的坐標和所擬合平面的法向量。
(4)否則,立方體柵格內的點云的點個數大于閾值,三坐標搬遷,且立方體柵格邊長大于規定曉得邊長,則將該立方體柵格繼續均勻細分為8個小立方體柵格,重復步驟(2)。
(5)全部立方體柵格處理完畢,產生了由含平面法向量的重心點構成的新點集。
首先按照初始邊長為1m劃分立體空間塊,廣安三坐標,按照上述步驟對各測站內點云進行預處理,設定方塊平面擬合標準偏差閾值為2cm,方塊內少點個數設為100,下限邊設為20cm。
在粗拼接提供了初始配準矩陣的前提下,對預處理后的點云采用點到切平面的ICP算法[13]進行測塊內多站自動準確拼接。設經上述處理后兩測站新點集為P'、Q',則目標函數為式(2),求R'和T'的解答,使得f(R',t三坐標劃線測量機,T') 達到下限
式中,R'為旋轉矩陣;T'為平移矩陣;qi為Q'中的點;pi為P'中的點;Hpi為pi對應的切平面;D(R'qi+T',Hpi)為點qi到切平面Hqi的距離。
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