仪器仪表学报

作者：宋涛，王泓竣，简圣前，汤斌，邹政

单位：宋涛,重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054,,王泓竣,重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054,,简圣前,重庆机床集团有限责任公司重庆401336,,汤斌,重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室重庆400054,,邹政,重庆理工大学机械工程学院重庆400054,cqut0030@163.com,

关键词：工件几何参数测量;SAM2;RGB-D图;非接触测量

基金：重庆市自然科学基金创新发展联合基金(CSTB2023NSCQ-LZX0068)、科研创新团队光电检测与视觉感知（2023TDZ014）项目资助

尺寸测量是工业产品外观质检的重要环节，传统接触式测量效率低、受主观因素影响大。而视觉测量需针对不同对象设计对应的尺寸边界提取方案，高精度三维测量更是开发难度大，适用性不足。针对以上问题，故提出一种基于零样本分割大模型(SAM2)融合RGB?D坐标转换的非接触式工件主体参数测量方法。首先，评估阈值分割、边缘分割、颜色空间分割、GrabCut分割这4类传统图像分割算法的掩膜分割效果，选取其中最优者GrabCut分割，与主流深度学习分割算法及SAM2进行对比，以证明SAM2的优越性；然后，搭建双目立体视觉实验平台，采集工件高精度点云，并对点云进行滤波、平滑、空洞填补等处理，然后采集目标工件深度图和RGB图，利用SAM2的零样本泛化分割能力，通过正负点交互引导，在RGB图上实现高精度目标分割，得到初始掩膜；接着采用形态学优化和连通域分析生成拓扑闭合的平滑掩膜，并通过主成分分析（PCA）提取其特征骨架；最后沿骨架生成垂线段并融合对齐的深度图三维坐标计算几何参数。通过对比数显游标卡尺和点云的测量结果，对所提方法测量结果进行分析。实验结果表明，在套筒、钳具和电机这3类工件测量中，套筒直径测量平均绝对误差为0.0175mm，钳具与电机参数测量平均绝对误差分别为0.0283和0.0237mm，均满足精度要求。

来源：2025年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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