一种基于直线结构光旋扫描的内部墙壁的全形测量方法,具有狭窄孔径和大腔部件
Zhengwen Li1, Changshuai Fang1, Xiaodong Zhang1
1State Key Laboratory of Precision Measuring Technology & Instruments, Laboratory of Micro/Nano Manufacturing Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|May 14, 2025
概括
本研究引入了一种新型的多传感器系统,用于精确测量复杂工业部件的3D内墙. 该系统使用旋转扫描和先进的校准方法实现了高精度.
科学领域:
- 工业制造业 工业制造业 工业制造业
- 计量学 计量学是一门学科.
- 光学测量系统 光学测量系统
背景情况:
- 精确的3D内部表面测量对于工业制造至关重要,特别是对于具有狭窄孔径和大空洞的部件.
- 传统的线性扫描方法与这些部件复杂的几何结构作斗争.
- 线结构光扫描是一种常见的技术,但需要适应特定的几何形状.
研究的目的:
- 开发一种高精度的多传感器扫描测量系统,用于狭窄孔径,大孔径工业部件的内壁.
- 为了应对在受限制的测量环境中传感器校准和多传感器注册的挑战.
- 为了提高3D内部表面造型的准确性和效率.
主要方法:
- 一个多传感器扫描系统,使用线性结构光线进行旋转扫描,而不是线性扫描.
- 为旋转轴参数和在低重叠视野 (FOV) 下的多传感器注册制定校准方法.
- 实施结构优化算法,在几何约束范围内最大限度地提高测量分辨率.
主要成果:
- 该系统在球形腔部件的重复性测试中实现了平均测量偏差6微米和标准偏差11.4微米.
- 与现有方法相比,拟议的校准方法提高了大约80%的测量精度.
- 传感器设计低重叠FOV最小化系统大小,同时保持高分辨率.
结论:
- 开发的多传感器系统有效地测量了内壁形状的零件的完整形状,这些零件具有狭窄的孔径和大的空洞.
- 新的校准技术确保了高精度和低成本的系统校准.
- 该系统为复杂的工业部件的计量学提供了重大进展.
