大尺寸高溫鍛件雙目視覺測量技術(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。對鍛造過程中的大鍛件尺寸進行實時測量和反饋對于指導(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)濟意義。本文結(jié)合國家重大產(chǎn)業(yè)對高質(zhì)量大鍛件的迫切需求，對大鍛件尺寸測量技術(shù)進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。針對大鍛件尺寸大，制造過程中伴隨著高溫、高壓、強震動的

2、特點，在對國內(nèi)外大鍛件測量技術(shù)進行分析研究的基礎(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量技術(shù)，解決了高溫狀態(tài)下鍛件圖像的采集問題，實現(xiàn)了在利用平面模板標定相機參數(shù)基礎(chǔ)上的點云三維重建與尺寸估算。主要包括以下內(nèi)容： ⑴通過對鍛件高溫狀態(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

3、定精度較高的平面模板標定法，實現(xiàn)了攝像機內(nèi)外參數(shù)的標定，并通過三維坐標重建驗證了標定結(jié)果的準確性。 ⑶針對彩色圖像像素的向量值特點與傳統(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，采用級聯(lián)中值濾波與梯度算子相結(jié)合的方法對各通道圖像進行邊緣檢測，對得到的各邊緣圖像進行合成、孤立點剔除；最后對合成圖像進行非極大值抑制得到便于后期特征提取的邊緣圖

4、像。 ⑷基于特征點的漸進式立體匹配方法。選用了運算效率高，角點定位性能好的Harris算子進行圖像特征點的提??；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漸進的匹配過程對獲得的特征點進行立體匹配，得到了較好的匹配效果。 ⑸利用像點與空間點的映射關(guān)系，建立了點云的三維重建數(shù)學(xué)模型，并實現(xiàn)了鍛件表面的點云重建。通過實驗證明，本文方法較為準確的獲得了鍛件的幾何尺寸，為進一步實現(xiàn)鍛件幾何尺寸的精確