Projection intégrale en niveaux de gris bimodale pour la mesure précise de la pose d’un trou circulaire à paroi épaisse en contre-jour monoculaire

LIAO Xiaobo ,  

LI Wu ,  

CHENG Lei ,  

CHEN Suyu ,  

摘要

Lors du processus d’assemblage axe-trou cylindrique de composants précis tels que les micro-thermocouples, la mesure haute précision de la pose des trous circulaires est une étape clé pour garantir la coaxialité de l’assemblage. Cependant, pour la mesure structurelle de petits trous circulaires d’une certaine épaisseur (diamètre allant de 0,03 à 3,7 mm, constante de structure k>2,5), les méthodes traditionnelles de vision 3D sont complexes, difficiles à modéliser, et la vision monoculaire en contre-jour, sous condition d’inclinaison, entraîne un occultation des parois du trou, provoquant un flou sur le bord des taches lumineuses et diminuant la précision et la stabilité de la mesure. Pour cela, une méthode de mesure précise de la pose d’un trou circulaire à paroi épaisse en contre-jour monoculaire basée sur la projection intégrale en niveaux de gris à double modalité est proposée. En établissant un modèle géométrique d’imagerie en contre-jour du trou à paroi épaisse, la relation entre la forme de la tache lumineuse et l’angle d’inclinaison du trou a été obtenue. Sur cette base, une méthode de mesure de pose bimodale combinant une solution linéaire approchée et une recherche d’extremum pour affinement précis est proposée. Lors de l’étape d’ajustement grossier, grâce à une projection intégrale en niveaux de gris par statistique d’énergie globale, l’image 2D est réduite en une courbe unidimensionnelle de distribution du flux lumineux, ce qui évite les interférences dues au flou local des bords, extrait la largeur caractéristique horizontale de la forme de la tache lumineuse, et utilise sa caractéristique de correspondance linéaire à grand angle d’inclinaison (supérieur à 70 % de l’angle limite théorique) pour construire un modèle inverse de pose permettant une correction rapide des grandes déviations du trou ; lors de l’étape d’affinage, la méthode bascule vers une recherche basée sur le flux lumineux transmis, exploitant la propriété physique selon laquelle le flux lumineux atteint un maximum global en position nulle, à travers une optimisation itérative en boucle fermée, pour localiser précisément la pose du trou. Les résultats expérimentaux montrent que, dans des conditions complexes avec grand angle d’inclinaison et perturbations de bavures, cette méthode démontre une forte robustesse anti-disturbance, 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

Vision monoculaire; détection de pose; trou circulaire à paroi épaisse; projection intégrale en niveaux de gris; assemblage précis; méthode bimodale

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