3D视觉尺寸测量--汽车零部件

测量技术选择
采用激光扫描式 3D 尺寸测量系统。这种系统通过激光束扫描零部件的表面，能够快速获取大量的点云数据。激光扫描头安装在机械臂上，可以灵活地围绕零部件进行全方位扫描。

测量过程

• 1.数据采集：激光扫描头以一定的扫描速度和角度分辨率对汽车轮毂进行扫描。例如，扫描速度为每秒 1000 点，角度分辨率为 0.1 度。扫描过程中，激光束照射到轮毂表面，通过测量激光反射回传感器的时间（飞行时间原理）来确定每个点的空间位置，从而生成点云数据。这些点云数据包含了轮毂表面各个位置的三维坐标信息，数量可能达到数十万甚至数百万个点。

• 2.数据处理：

• ①滤波处理：由于扫描环境中的光线干扰、表面反光等因素，点云数据中可能会出现噪声点。通过统计滤波的方法，根据点与周围点的距离分布等统计特征，去除那些明显偏离正常分布的噪声点。例如，如果一个点与周围点的距离过大，超过设定的阈值，就判定为噪声点并去除。

• ②拼接处理：由于汽车轮毂结构复杂，可能需要从多个角度进行扫描才能完整获取其表面信息。在不同角度扫描得到的点云数据需要进行拼接。这通过在相邻扫描区域寻找共同的特征点来实现。例如，在轮毂边缘的某个标记点或者特定形状的区域在两次扫描中都出现，通过这些共同特征点来计算出不同扫描数据之间的相对位置关系，从而将它们拼接成一个完整的轮毂点云模型。

• 3.尺寸测量：

• ①特征提取：从处理后的点云数据中提取轮毂的关键几何特征。例如，对于轮毂的安装孔，通过识别点云数据中的圆形轮廓来确定其位置和直径。对于轮毂的边缘轮廓，采用边缘检测算法，根据点云数据中点的密度变化和曲率变化来确定边缘的位置。

• ②尺寸计算：根据提取的特征，计算汽车轮毂的各种尺寸参数。如轮毂的外径通过测量边缘轮廓上最远两点之间的距离来确定，安装孔的中心距通过计算不同安装孔圆心之间的距离来得到。这些尺寸参数的测量精度可以达到 ±0.05mm，满足汽车零部件高精度测量的要求。

  
  

  

应用效果
通过 3D 尺寸测量系统，可以精确检测汽车零部件的尺寸，及时发现尺寸偏差。对于不符合标准的零部件进行返工或报废处理，保证了汽车的质量和安全性。同时，这种自动化的测量方式比传统的手工测量效率更高，能够在短时间内完成多个零部件的测量，提高了汽车制造的生产效率。