大尺寸高溫鍛件雙目視覺測(cè)量技術(shù).pdf

1、大鍛件作為重大設(shè)備的關(guān)鍵部件，在國家的工業(yè)振興過程中扮演著重要角色。隨著電力、造船、化工和冶金等行業(yè)的發(fā)展，大型鍛件的需求量日益增加。對(duì)鍛造過程中的大鍛件尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和反饋對(duì)于指導(dǎo)加工和提高大鍛件制造效率及材料利用率具有重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)意義。本文結(jié)合國家重大產(chǎn)業(yè)對(duì)高質(zhì)量大鍛件的迫切需求，對(duì)大鍛件尺寸測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了比較全面的探索性研究，以期為提高自由鍛造系統(tǒng)的鍛造質(zhì)量提供支撐。針對(duì)大鍛件尺寸大，制造過程中伴隨著高溫、高壓、強(qiáng)震動(dòng)的

2、特點(diǎn)，在對(duì)國內(nèi)外大鍛件測(cè)量技術(shù)進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，提出了基于雙目視覺和光譜選擇原理的高溫大鍛件尺寸測(cè)量技術(shù)，解決了高溫狀態(tài)下鍛件圖像的采集問題，實(shí)現(xiàn)了在利用平面模板標(biāo)定相機(jī)參數(shù)基礎(chǔ)上的點(diǎn)云三維重建與尺寸估算。主要包括以下內(nèi)容： ⑴通過對(duì)鍛件高溫狀態(tài)下能量輻射特性的分析，制訂了采用帶通濾光片濾除強(qiáng)光，施以外加輔助光源增加有效波段光能量的圖像采集方案；達(dá)到了鍛造溫度下獲取類似于常溫環(huán)境中的鍛件圖像效果。 ⑵采用方法靈活，標(biāo)

3、定精度較高的平面模板標(biāo)定法，實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定，并通過三維坐標(biāo)重建驗(yàn)證了標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。 ⑶針對(duì)彩色圖像像素的向量值特點(diǎn)與傳統(tǒng)梯度算子在提取彩色圖像邊緣過程中的不足，將彩色圖像在RGB顏色空間分解，充分利用三通道顏色信息，在各通道圖像邊緣信息較為完整的前提下，采用級(jí)聯(lián)中值濾波與梯度算子相結(jié)合的方法對(duì)各通道圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，對(duì)得到的各邊緣圖像進(jìn)行合成、孤立點(diǎn)剔除；最后對(duì)合成圖像進(jìn)行非極大值抑制得到便于后期特征提取的邊緣圖

4、像。 ⑷基于特征點(diǎn)的漸進(jìn)式立體匹配方法。選用了運(yùn)算效率高，角點(diǎn)定位性能好的Harris算子進(jìn)行圖像特征點(diǎn)的提取；通過基于灰度法的初始匹配、基于松弛法的誤匹配剔除和基于極限約束的再匹配三個(gè)漸進(jìn)的匹配過程對(duì)獲得的特征點(diǎn)進(jìn)行立體匹配，得到了較好的匹配效果。 ⑸利用像點(diǎn)與空間點(diǎn)的映射關(guān)系，建立了點(diǎn)云的三維重建數(shù)學(xué)模型，并實(shí)現(xiàn)了鍛件表面的點(diǎn)云重建。通過實(shí)驗(yàn)證明，本文方法較為準(zhǔn)確的獲得了鍛件的幾何尺寸，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鍛件幾何尺寸的精確