大型鍛件多目立體視覺測量圖像處理方法研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文大型鍛件多目立體視覺測量圖像處理方法研究Studyonimageprocessingmethodsinmulti—viewstereovisionmeasurementforlargeforgings學(xué)號：21304079大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要大型鍛件是我國重型裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)，體現(xiàn)了國家制造水平的綜合實力。為保證工程領(lǐng)域重大裝備中關(guān)鍵零部件在極端服役

2、工況下的物理性能與機械性能，通常采用鍛造工藝進行毛坯件加工制造。然而，受限于我國大型鍛件的加工制造水平，當(dāng)前鍛造工藝材料利用率低、能耗大，亟需準(zhǔn)確、可靠的測量方法獲取鍛件的幾何參數(shù)，用以合理規(guī)劃鍛造工藝、提高加工精度。在復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下實現(xiàn)大型鍛件熱態(tài)幾何參數(shù)的精確、實時測量是十分困難的。針對目前雙目立體視覺測量難以實現(xiàn)大型鍛件全局尺寸精確測量的問題，本文提出了多目立體視覺測量方法。采用兩組由雙目相機構(gòu)成的視覺傳感器，分別從不同視角

3、采集表征鍛件尺寸特征的激光光條圖像，并重建鍛件多視數(shù)據(jù)，在視場重疊區(qū)域投射激光輔助拼接靶標(biāo)準(zhǔn)確求取視覺傳感器間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，采用拼接技術(shù)將鍛件多視數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到參考坐標(biāo)系下，從而實現(xiàn)鍛件整體尺寸測量。本文深入研究大型鍛件多目立體視覺測量中圖像處理方法，包括激光光條圖像質(zhì)量評價、圖像對比度增強和多視數(shù)據(jù)拼接。由于現(xiàn)場煙塵干擾、鍛壓機遮擋，導(dǎo)致光條圖像模糊或局部缺失，無法準(zhǔn)確表征鍛件特征，需要進行圖像質(zhì)量評價，識別出降質(zhì)圖像。本文分析激光光條圖像

4、灰度分布特性，建立綜合考慮單幅圖像質(zhì)量與左右圖像相關(guān)質(zhì)量的互參考激光光條圖像質(zhì)量評價模型。鍛造現(xiàn)場激光光條圖像質(zhì)量評價實驗結(jié)果表明，該方法準(zhǔn)確評價光條圖像質(zhì)量，提高鍛件測量效率。針對光條圖像局部亮度不均，導(dǎo)致鍛件光條特征提取不完整的問題，提出將小波變換與限制對比度自適應(yīng)直方圖均衡化相結(jié)合的光條圖像對比度增強方法，并進行激光光條圖像增強與標(biāo)準(zhǔn)件測量實驗。實驗結(jié)果表明，該方法有效改善光條圖像質(zhì)量，提高鍛件局部特征測量的精度。將獲取的鍛件多視

5、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，需要保證視覺傳感器之間轉(zhuǎn)換關(guān)系求取的準(zhǔn)確性。本文設(shè)計投射在視覺傳感器視場重疊區(qū)域的非正交激光網(wǎng)格靶標(biāo)，以網(wǎng)格交點作為拼接特征點，并提出基于感興趣區(qū)域的拼接特征點高精度提取算法。利用重建的拼接特征點，采用粗拼接與精確拼接結(jié)合的多視數(shù)據(jù)拼接方法，求取拼接轉(zhuǎn)換矩陣。在實驗室86m5m的視場中，拼接誤差在01％以內(nèi)，滿足鍛件測量要求。在鍛造現(xiàn)場搭建多目立體視覺測量系統(tǒng)，測量方形鍛件平均高度為13251mm，驗證了本文提出