简论标定装配式凸轮轴凸轮间距视觉测量技术

论文导读：
摘要：随着发动机技术的不断进展，装配式凸轮轴已经取代了传统一体式凸轮轴，广泛地运用于汽车发动机。凸轮轴在运用之前，需要检测凸轮间距是否满足装配误差要求。目前，可用于凸轮间距测量的接触式测量办法不满足快速、在线测量要求，而高精密凸轮间距检测仪的成本又对比高。与之相比，视觉测量技术是一种非接触式测量办法，并且，具有自动测量、适用性强等优点。由此，本论文提出采取视觉测量技术对凸轮间距进行测量。针对采取视觉测量技术对凸轮间距进行测量，本论文进行了从下相关内容的探讨：（1）分析了几种常用的整像素和亚像素边缘检测算法，并搭建了边缘检测算法分析实验平台，根据本论文提出的边缘检测算法评价准则，确定了适合本论文凸轮图像边缘定位的边缘检测算法，并实验分析了灰度差对边缘定位精度的影响，有助于进一步提升凸轮图像边缘定位精度。（2）分析了凸轮间距视觉测量体系中摄像机标定办法，在基于张正友标定办法的基础上，本论文考虑了两项切向畸变，这将提升了摄像机参数标定的准确性。之后，使用摄像机标定结果对高精密标定板黑白棋盘格尺寸进行测量，检测精度达到0.01mm左右，说明了此标定结果可用于视觉测量中。（3）根据凸轮轴成像特征，提出了凸轮间距单目视觉测量模型，采取一种新的凸轮轴与摄像机空间位置标定办法，克服了传统标定办法在实际测量中的局限性，有助于提升凸轮间距测量精度。本论文建立的单目视觉测量凸轮间距模型，相比双目或多目视觉测量，结构更简单，操作方便。最后，通过搭建凸轮间距测量实验平台来验证本论文测量模型的可行性，并将本论文办法与微米千分尺测量结果相对比，通过实验比较分析，本办法的测量误差为0.0556mm，满足凸轮间距安装误差监测要求。在分析了影响本论文测量精度的误差因素之后，并提出了相应的改善措施，有助于进一步提升本论文办法的测量精度和稳定性。本论文进行了凸轮间距视觉测量技术相关工作的探讨，可用于凸轮轴装配机上凸轮间距安装误差自动监测体系，具有较好的运用前景。关键词：视觉测量论文装配式凸轮轴论文凸轮间距论文边缘检测论文摄像机标定论文
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Abstract6-11
第1章 绪论11-23

1.1 课题探讨背景及作用11-13

1.1 探讨背景11-12

1.2 探讨作用12-13

1.2 视觉测量关键技术13-15

1.3 视觉测量的运用及探讨近况15-20

1.4 本论文主要探讨内容20-23

第2章 凸轮图像边缘检测算法分析23-39

2.1 引言23

2.2 整像素边缘检测算法分析23-25

2.3 亚像素边缘检测算法分析25-31

2.3.1 基于插值法的亚像素边缘检测算法26-27

2.3.2 基于矩法的亚像素边缘检测算法27-30

2.3.3 基于拟合法的亚像素边缘检测算法30-31

2.4 边缘检测算法实验分析31-38

2.4.1 各算法边缘定位精度分析31-35

2.4.2 灰度差对边缘定位精度的影响35-38

2.5 本章小结38-39

第3章 摄像机标定39-57

3.1 引言39

3.2 摄像机标定办法39-40

3.

2.1 经典标定办法39-40

3.

2.2 自标定办法40

3.3 摄像机标定历程40-49

3.1 摄像机成像模型40-45

3.3 摄像机成像模型参数标定45-49

3.4 摄像机标定实验分析49-55

3.4.1 标定板摆放位置分析50-52

3.4.2 镜头参数分析52-54

3.4.3 标定办法精度分析54-55

3.5 本章小结55-57

第4章 凸轮间距视觉测量模型的建立57-67

4.1 引言57

4.2 世界坐标系的建立57-59

4.3 凸轮间距测量模型推导59-62

4.4 测量模型中参数标定62-65

4.5 本章小结65-67

第5章 凸轮间距视觉测量实验分析67-79

5.1 引言67-68

5.2 实验体系组成68-69

5.3 测量实验分析69-76

5.

3.1 实验历程69-74

5.

3.2 误差分析74-76

5.4 本章小结76-79
第6章 全文总结79-81

6.1 结论79-80

6.2 问题与展望80-81

参考文献81-87
作者介绍及在学期间所取得的科研成果87-89
致谢89