基于AR的数控加工仿真中目标识别与定位方法研究

论文摘要

数控加工仿真技术作为数控技术的核心,一直处于研究的最前沿。以虚拟现实为基础的数控加工仿真强调用户沉浸在计算机生产虚拟环境中,这样就把用户与真实加工环境完全隔离开,把增强现实技术运用在数控加工仿真领域便能很好地解决这一问题。增强现实技术将计算机生成的虚拟环境与用户周围真实世界融为一体,增强用户对真实世界感知能力。本文对面向数控加工的增强现实中目标识别和定位技术进入了深入地探讨。首先介绍了增强现实技术,在此基础上引出了基于增强现实的数控加工仿真,并进一步提出基于增强现实的数控加工仿真系统体系结构,重点对其中的目标识别定位技术作了详尽地描述,根据数控加工系统的特殊性,提出基于目标自然特征的识别与定位方法。在基于自然特征的目标识别与定位中,针对具体的环境,本文详细描述了本系统的图像处理环节:图像采集、图像预处理、特征检测,总结并分析现有各种算法的优缺点,同时对部分算法进行了改进,从而得到适合本系统的最优越算法。接下来本文重点探讨基于自然特征的目标识别定位方法的实现原理和过程。对于识别,先由训练图像来建立散列表,然后采用目标的高级特征查询散列表的方式对目标模型进行投票累加。定位主要依据目标模型到实际实时图像投影变换矩阵来实现的,投影矩阵是通过寻找目标模型和实际实时图像之间的匹配点对来得到的,在论文中我们以训练图像作为中介,把目标模型和实际实时图像联系起来。最后,通过一个实例,以机床夹具为目标进行识别和跟踪定位,来验证基于自然特征的目标识别与定位方法在数控加工仿真中运用的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源、研究背景和意义
• 1.2 国内外相关研究状况
• 1.3 增强现实目标识别与跟踪定位技术
• 1.4 本文的主要工作和结构安排
• 2 基于AR 的数控加工仿真系统总体结构
• 2.1 基于AR 的数控加工仿真系统体系结构
• 2.2 基于自然特征的目标识别与定位
• 2.3 小结
• 3 目标特征提取
• 3.1 引言
• 3.2 视频图像采集
• 3.3 图像预处理
• 3.4 目标特征提取
• 3.5 小结
• 4 目标识别与定位
• 4.1 引言
• 4.2 离线预处理
• 4.3 目标识别
• 4.4 目标跟踪定位
• 4.5 小结
• 5 系统实现
• 5.1 系统实现环境
• 5.2 系统实现流程
• 5.3 系统实例运行
• 5.4 小结
• 6 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献