Proyección integral de niveles de gris bimodal para la medición precisa de la pose de orificios cilíndricos con pared gruesa en visión monocular retroiluminada
LIAO Xiaobo
,
LI Wu
,
CHENG Lei
,
CHEN Suyu
,
DOI:
摘要
En el proceso de montaje eje-agujero de componentes precisos como termopares micro, la medición de alta precisión de la pose del orificio circular es un paso clave para garantizar la coaxialidad del montaje. Sin embargo, para orificios circulares pequeños con cierto grosor (rango de diámetro de 0.03 mm a 3.7 mm, constante estructural k2.5), los métodos tradicionales de visión tridimensional son complejos y difíciles de modelar. Además, la visión monocular retroiluminada bajo condiciones de inclinación provoca un desenfoque en los bordes de la mancha de luz debido al bloqueo de la pared del orificio, reduciendo la precisión y robustez de la medición. Para abordar estos problemas, se propone un método de medición precisa de la pose de orificios cilíndricos con pared gruesa mediante proyección integral de niveles de gris bimodal con visión monocular retroiluminada. Mediante la construcción de un modelo geométrico de imagen en retroiluminación para el orificio con pared gruesa, se obtuvo la relación entre la forma de la mancha de luz y el ángulo de inclinación del orificio. Sobre esta base, se propone un método bimodal de medición de pose con resolución inversa lineal gruesa y búsqueda de extremo fino: en la etapa de ajuste grueso, mediante la proyección integral de niveles de gris estadística de energía global, la imagen bidimensional se reduce a una curva unidimensional de distribución del flujo luminoso, evitando la interferencia del borde borroso local, extrayendo la característica horizontal del ancho de la mancha de luz. Utilizando su característica de mapeo lineal a gran ángulo (más del 70% del ángulo límite teórico), se construyó un modelo inverso de pose para una corrección rápida del gran desplazamiento del orificio; en la etapa de ajuste fino, se cambia al método de búsqueda basado en el flujo de luz transmitida, utilizando la característica física de que el flujo luminoso alcanza el máximo global en la pose cero, mediante optimización iterativa de bucle cerrado, logrando una localización precisa de la pose del orificio. Los resultados experimentales muestran que el método exhibe una fuerte robustez contra perturbaciones en condiciones complejas con gran ángulo de inclinación y bordes irregulares, con una tasa de éxito de detección superior al 91%, mejorando eficazmente la precisión y eficiencia del ensamblaje de precisión, proporcionando una solución de bajo costo para aplicaciones de ingeniería práctica.
关键词
orificio cilíndrico con pared gruesa; visión monocular; detección de pose; proyección integral de niveles de gris; ensamblaje de precisión; método bimodal