答辩博士：涂俊超
指导老师：张丽艳教授/博导
论文题目：机器视觉辅助下的激光振镜三维曲线定位投影技术研究
答辩委员会：
主席：李东波 教授/博导 南京理工大学
委员：达飞鹏 教授/博导 东南大学
周来水 教授/博导 南京航空航天大学
田威 教授/博导 南京航空航天大学
王小平 教授/博导 南京航空航天大学
张臣 教授/博导 南京航空航天大学
张丽艳 教授/博导 南京航空航天大学
秘书：叶南 讲师/硕导 南京航空航天大学
答辩时间：2020年3月14日 14：00
答辩地点：远程视频答辩（腾讯会议）
学位论文简介：
作为一种可视化的信息传递手段，激光三维定位投影技术能够为操作人员在特定区域进行高效准确的作业提供参考和指引，在飞机装配与智能制造中有着重要的应用。本论文将视觉测量与激光振镜扫描相结合，进行了机器视觉辅助下的激光振镜三维曲线定位投影技术的研究，围绕着振镜系统的标定、快速校准、被投影目标视觉定位与位姿调整等若干关键技术展开了具体研究工作。
论文的主要研究工作包括：
1、针对振镜系统标定、校准所需要采样的数据，实现了基于双目视觉测量系统的点阵光斑空间坐标重建。
2、针对振镜系统在其物理模型建模、模型参数求解中存在的问题，研究了基于物理模型的振镜系统标定算法。
3、为了简化振镜系统建模过程与提高标定精度，研究了基于数据驱动模型的振镜系统标定算法。
4、针对振镜系统标定过程中的密集采样会影响其在实际现场的使用效率这一问题，研究了振镜系统现场快速校正算法。
5、针对在激光定位投影过程中过大的投射入射角给定位投影所带来的负面影响，研究了振镜系统与被投目标物间相对位姿关系的调整算法。
6、针对实际应用中的待投目标对象是光滑自由曲面的情况，研究了自由曲面上目标三维（3D）曲线激光定位投影的快捷方法。
7、实现了激光3D曲线定位投影原型系统开发与典型三维投影定位实验。
主要创新点：
1、提出了一种五参数振镜系统物理模型，设计实现基于出射光方向向量圆锥面的振镜偏转角估计算法，建立了标定模型中出射光方向参数与出射光位置参数的优化求解模型，降低了参数分配权值对模型参数标定结果的影响。
2、提出了一个通用化的振镜系统数据驱动模型和高效求解算法，构建了单隐层前馈神经网络表示的激光振镜扫描系统，利用极限学习机快速求解出权值参数。
3、提出了基于双目立体视觉的振镜系统现场快速校准方法，避免了大量重复的标定采样工作，提高了振镜系统现场应用的适用性与使用效率。
4、研究了基于激光投射角与激光有效投射区域的振镜系统投影位姿规划方法，建立了优化求解模型。提出了实际投影过程中被投物在视觉测量坐标系下的位姿估计算法。
5、提出了一种自由曲面上三维曲线的激光定位投影快捷方法，大大提高了三维曲线激光定位投影作业的效率。
