30、工业质量检测中的物体姿态估计与重建技术

工业质量检测中的物体姿态估计与重建技术

1. 刚性部件检测

在工业质量检测中，对刚性部件的姿态估计是确保产品质量的重要环节。下面将介绍相关的检测方法和实验结果。

1.1 油帽和火花塞检测

• 油帽检测 ：系统旨在区分油帽的正确和错误姿态，通过计算正确识别故障的比率与正确组装对象被错误分类为错误组装的比率（假阳性率），绘制接收者操作特征（ROC）曲线。实验中模拟了发动机和油帽相对于相机约 1cm 的位置公差，通过在 1cm 大小的立方体内 125 个等间距（2.5mm）的相机位置获取图像。分别根据三个角度（滚动角 ε、偏航角 ρ、俯仰角 λ）生成 ROC 曲线，然后综合考虑三个角度生成组合 ROC 曲线，并调整阈值使曲线下面积最大。模板层次结构 1 和 2 能实现接近 100%的高识别率，模板层次结构 3 虽性能有所下降，但在假阳性率为零时，仍能达到 98.4%的正确识别率。
• 火花塞检测 ：除了参考配置外，还考虑了三种故障配置：夹子未固定、火花塞松动和火花塞缺失。将连接器和火花塞建模为两个独立对象，利用火花塞在垂直方向上的偏移来区分故障配置和参考配置，匹配结果表明，火花塞相对于连接器的垂直位置可精确到约 0.5mm，足以准确区分正确和错误组装的火花塞。

1.2 与其他姿态估计方法的比较

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方法	旋转角度精度	深度精度	平移精度（平行于图像平面）