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[IEEE 2018年第15届控制、自动化、机器人与视觉国际会议(ICARCV) - 新加坡，新加坡 (2018.11.18-2018.11.21)] 2018年第15届控制、自动化、机器人与视觉国际会议(ICARCV) - 航空发动机制造中机器视觉应用的虚拟调试

DOI：10.1109/ICARCV.2018.8581207 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 05:32:32
摘要： 新型航空发动机设计对制造方法提出了更高要求，自动化水平不断提升。因此，采用视觉传感器控制和引导工业机器人的应用日益广泛。此类系统需要在实际生产启动前，根据真实环境中的实际部件定制机器视觉系统。本文提出一种在设计初期阶段进行机器视觉应用设计、编程、分析、测试与验证的新概念——虚拟机器视觉。该方案基于机器人仿真软件，在生产线实施前模拟真实的机器视觉应用。为验证虚拟机器视觉概念，我们采用了一套先进的立体视觉应用方案：通过机器人仿真环境中获取的两幅图像，运用相机标定、图像分析和立体视觉算法来确定目标焊缝位置。焊缝信息（即焊接路径所需的机器人位姿）从机器视觉系统传输至仿真环境中的机器人控制系统，从而更新焊接路径。使用立体视觉应用验证的虚拟机器视觉概念具有工业应用前景，特别强调虚拟与现实世界采用相同程序。
作者： Mikael Ericsson，Xiaoxiao Zhang，Anna-Karin Christiansson
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为满足在航空发动机制造中通过虚拟机器视觉概念，在设计初期阶段对机器视觉应用进行设计、编程、分析、测试与验证的需求，从而缩短调试时间并提升自动化水平。

研究成果

VMV概念成功实施并得到验证，表明机器视觉系统可在开发阶段早期通过仿真进行设计与测试。虚拟环境中使用的相同程序可直接应用于现实场景，其精度与物理系统相当（例如最大偏差仅0.7毫米）。该方法缩短了调试时间，加快了投产进程，凸显了其在航空发动机制造工业应用中的潜力。

研究不足

该模拟环境的细节程度不及某些其他系统，可能限制对阴影和反射等视觉物理现象建模的准确性。它或许无法完全复现现实世界的环境条件，例如光线和材料属性。由于计算需求较高，该系统不具备实时性，且目前市面上没有经过验证的工业相机模型可供使用。

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