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    船舶合攏管法蘭相對位姿柔性測量方法

    張弛  
    【摘要】:合攏管在船舶管路系統中應用廣泛,合攏管測量工程周期長、精度控制差等特點,使得合攏管法蘭相對位姿測量成為相關船企希望研究解決的關鍵性問題。傳統合攏管法蘭相對位姿測量方法為現場取型法,該方法測量精度低、測量隨意性大且存在安全隱患。少數先進船廠采用的基于拉繩傳感器的新型接觸式測量方法,也因無法適應現場復雜的測量環境而難以廣泛應用。本文應用線激光測量與輔助靶標跟蹤技術,提出的船舶合攏管法蘭相對位姿柔性測量方法,可同時解決以上問題。手持式測量儀中的線激光傳感器測量法蘭孔孔心坐標,利用測量儀-輔助靶標手眼標定結果和單目相機跟蹤的輔助靶標姿態進行兩次坐標轉換,使測量數據統一在跟蹤相機坐標系中,并進一步處理獲得法蘭相對位姿數據。研究了基于單目視覺的輔助靶標位姿跟蹤問題,設計了基于射影不變量進行解碼的多面分布式輔助靶標,結合基于輪廓提取的中心定位方法,實現了多角度拍攝不完整標志點情況下的輔助靶標位姿跟蹤。分析了法蘭線激光圖像中各類噪聲,從測量姿態優化、自適應閾值算法等方面減小噪聲影響,利用改進的灰度重心法和隨機抽樣一致原理提取了光刀中心數據,提出了基于平面特征點的空間圓擬合方法,提高了孔心定位精度。設計并完成了法蘭相對位姿測量實驗,結果表明,該方法法蘭中心距測量誤差0.93mm,法蘭平面法向量夾角測量誤差0.20°,測量數據滿足合攏管設計精度需求。


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