基于三維激光掃描的工件表面損傷識別研究.pdf

1、當(dāng)處于設(shè)備運(yùn)作時(shí)摩擦磨損等現(xiàn)象可能出現(xiàn)在工件表面上，引起工件表面產(chǎn)生損傷/缺陷，對其表面健康狀態(tài)及設(shè)備性能帶來重要影響。若損傷/缺陷程度不在正常范圍之內(nèi)，就會(huì)引起機(jī)械故障和安全事故，造成不必要的人身危害和經(jīng)濟(jì)損失。因此對工件表面損傷/缺陷大小、位置等情況實(shí)現(xiàn)高精度的識別是非常有必要的。本文將高速滑動(dòng)電接觸導(dǎo)軌當(dāng)作研究工件，依據(jù)導(dǎo)軌表面損傷的特點(diǎn)，對基于激光三角法測量原理的非接觸測量方法進(jìn)行了主要研究，采用高分辨率的二維激光掃描儀設(shè)計(jì)了三

2、維信息測量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于工件表面損傷信息的高精度識別研究。
　　采用三維信息測量系統(tǒng)對不同材料導(dǎo)軌不同位置處的損傷形貌信息進(jìn)行采集，測量到的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)為損傷識別的核心處理數(shù)據(jù)。在三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究基礎(chǔ)之上，研究損傷區(qū)域點(diǎn)云特征提取方法，實(shí)現(xiàn)對損傷區(qū)域的準(zhǔn)確檢測與定位，進(jìn)而根據(jù)檢測的損傷信息精確計(jì)算出損傷的損失體積及質(zhì)量與識別損傷種類。
　　首先，提出了一種基于點(diǎn)云平均曲率估算的工件表面損傷檢測方法，通過估算代表

3、點(diǎn)云“外在彎曲”幾何特征的平均曲率，采用OTSU法設(shè)定曲率閾值，實(shí)現(xiàn)損傷特征點(diǎn)云的準(zhǔn)確提取及損傷區(qū)域的精確定位。其次，為了驗(yàn)證上述檢測方法準(zhǔn)確與可行，又提出了一種基于點(diǎn)云深度映射顏色的方法，通過構(gòu)建點(diǎn)云深度映射顏色模型，將包含損傷形貌特征的點(diǎn)云深度信息映射為紅綠藍(lán)(RGB)信息，采用一維最大熵法設(shè)定最優(yōu)顏色閾值，實(shí)現(xiàn)損傷區(qū)域的準(zhǔn)確提取。然后，根據(jù)損傷提取結(jié)果及點(diǎn)云數(shù)據(jù)特點(diǎn)，求取損傷的體積進(jìn)而計(jì)算損失質(zhì)量。最后，根據(jù)損傷種類特點(diǎn)，同時(shí)為了