Projection intégrale de niveaux de gris en double mode pour la mesure précise de la pose de trous cylindriques à paroi épaisse en rétroéclairage monoculaire

LIAO Xiaobo ,  

LI Wu ,  

CHENG Lei ,  

CHEN Suyu ,  

摘要

Dans le processus d’assemblage axe-alésage de composants de précision tels que les micro-thermocouples, la mesure haute précision de la pose du trou circulaire est une étape clé pour garantir la coaxialité de l’assemblage. Cependant, pour des petits trous circulaires présentant une certaine épaisseur (plage de diamètre de 0,03 mm à 3,7 mm, constante structurelle k2,5), les méthodes traditionnelles de vision 3D sont complexes et difficiles à modéliser. De plus, la vision monoculaire en rétroéclairage sous conditions d’inclinaison présente un flou au bord de la tache lumineuse dû à l’occultation des parois du trou, ce qui réduit la précision et la robustesse de la mesure. Pour résoudre ces problèmes, une méthode de mesure précise de la pose des trous circulaires à paroi épaisse basée sur la projection intégrale de niveaux de gris en double mode et rétroéclairage monoculaire est proposée. En établissant un modèle géométrique d’imagerie en rétroéclairage du trou à paroi épaisse, la relation entre la forme de la tache lumineuse et l’angle d’inclinaison du trou est obtenue. Sur cette base, une méthode de mesure de pose en double mode avec solution inverse linéaire grossière et recherche d’extremum affinée est proposée : au stade grossier, par projection intégrale de niveaux de gris à statistique d’énergie globale, l’image 2D est réduite à une courbe de distribution du flux lumineux unidimensionnelle, évitant ainsi l’interférence due au flou local des bords, en extrayant la largeur de la caractéristique horizontale de la tache lumineuse. En tirant parti de la caractéristique de correspondance linéaire présente à un grand angle d’inclinaison (au-delà de 70 % de l’angle de coupure théorique), un modèle inverse de pose est construit pour réaliser une correction rapide des grandes déviations du trou ; à l’étape de correction fine, la méthode de recherche basée sur le flux lumineux transmissif est utilisée, exploitant la propriété physique du flux lumineux atteignant un maximum global en position zéro, et, par optimisation itérative en boucle fermée, enable la localisation précise de la pose du trou. Les résultats expérimentaux montrent que cette méthode présente une grande robustesse aux perturbations dans des conditions complexes avec un grand angle d’inclinaison accompagné de bavures, avec un taux de succès de détection supérieur à 91 %, améliorant efficacement la précision et l’efficacité de l’assemblage de précision, fournissant une solution à faible coût pour les applications d’ingénierie pratique.

关键词

trou cylindrique à paroi épaisse ; vision monoculaire ; détection de pose ; projection intégrale de niveaux de gris ; assemblage de précision ; méthode bimodale

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