三维测量中面结构光视点简化与机械臂路径优化方法  

Viewpoint simplification of surface structured light and path optimization of manipulator in 3D measurement

作　　者：徐建宁 王立忠[1,2] 梁晋 唐正宗[3] 巫志辉 王森 XU Jianning;WANG Lizhong;LIANG Jin;TANG Zhengzong;WU Zhihui;WANG Sen(State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering,School of Mechanical Engineering,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China;School of Mechanical Engineering,Xinjiang University,Urumqi 830046,China;Innovation Lab,XTOP 3D Technology(Shenzhen)Co.Ltd.,Shenzhen 518060,China)

机构地区：[1]西安交通大学机械工程学院精密微纳制造技术全国重点实验室,陕西西安710049 [2]新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐830046 [3]新拓三维技术(深圳)有限公司创新实验室,广东深圳518060

出　　处：《计算机集成制造系统》2024年第12期4259-4269,共11页Computer Integrated Manufacturing Systems

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52275543);国家重点研发计划资助项目(2022YFB4601802)。

摘　　要：为提高机械臂搭载面结构光自动扫描的效率,对视点简化和扫描路径优化方法进行研究。首先针对扫描视点冗余的问题,将扫描过程抽象为集合覆盖问题,并将问题转化为超图模型,以基于超图的改进随机局部搜索算法,在保证扫描完整性的前提下简化视点;其次针对视点路径不合理的问题,考虑视点对应机械臂多种构形选择,以切比雪夫距离作为优化目标建立路径模型,并抽象为广义旅行商问题,通过协同局部搜索的改进模拟退火算法优化扫描路径,得到最优扫描路径。通过仿真和实验验证了算法在视点简化和路径优化上的有效性。ed as a generalized traveling salesman problem.An improved simulated annealing algorithm with collaborative local search was employed to optimize the scanning path,resulting in the optimal trajectory.The effectiveness of the algorithm in viewpoint simplification and path optimization was validated through simulation and experimentation.

关 键 词：自动化三维测量 集合覆盖问题 路径优化 广义旅行商问题 

分 类 号：TP241[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程]