一种基于激光测量仪的塑料管弯曲回弹校正方法及系统与流程

本技术涉及塑料管弯曲回弹校正，尤其涉及一种基于激光测量仪的塑料管弯曲回弹校正方法及系统。

背景技术：

1、在车用精密管路的全自动化生产线中，塑料管材通过热弯成型后，由于材料固有的弹性会产生回弹形变，导致成品形状偏离设计标准。为保障产品质量，现有技术通常采用基于激光测量仪的非接触式三维轮廓检测系统，通过采集激光投射形变来获取管材轮廓，并据此反馈校正热弯设备的过弯量。

2、然而，在实际生产中，不同批次或不同颜色的原料在助剂、色母粒配方上存在微小差异，导致管材表面的反射能力、颜色及光泽度等光学特性频繁且难以预测地波动。当管材表面光泽度较高时，激光投射会在管材表面产生局部镜面反射，在图像中形成难以处理的过曝“光斑”，导致测量系统误判回弹量；此外，更换不同颜色管材时，由于材料对激光的吸收率和反射率显著改变，传统的系统参数往往固定，导致测量数据缺失或失真。为了应对这些光学特性的变化，生产线往往被迫频繁停机进行人工重新标定，不仅极大地依赖技术人员的个人经验，还引入了人为误差，使得自动化生产线在面对多样化产品时，柔性生产能力与测量精度严重受限。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于激光测量仪的塑料管弯曲回弹校正方法及系统，旨在解决因管材表面颜色、光泽度等光学特性变化导致的测量数据缺失、过曝干扰以及无法自动适应生产切换的问题。

2、本技术的技术方案如下：

3、第一方面，本技术公开了一种基于激光测量仪的塑料管弯曲回弹校正方法，包括：获取待测塑料管材的近红外光图像数据和可见光图像数据；根据近红外光图像数据和可见光图像数据确定待测塑料管材的管材特征信息；管材特征信息包括反射能力指数、管材颜色和光泽度；根据待测塑料管材的管材特征信息对激光测量仪的工作参数的参数值进行调整，得到激光测量仪的工作参数调整后的参数值；激光测量仪包括激光发射器和相机，工作参数包括激光发射器的激光功率、激光测量仪中相机的曝光时长和激光测量仪的基于canny算子的边缘检测算法中的canny阈值；基于激光测量仪的工作参数调整后的参数值，采集待测塑料管材的外形图像数据；根据待测塑料管材的外形图像数据确定待测塑料管材的弯曲回弹校正策略。

4、可选地，根据近红外光图像数据和可见光图像数据确定待测塑料管材的管材特征信息，包括：根据可见光图像数据，确定可见光图像数据的可见光像素灰度平均值；获取白色管材的标准可见光平均灰度值；将可见光图像数据的可见光像素灰度平均值与白色管材的标准可见光平均灰度值的比值作为待测塑料管材的反射能力指数；将可见光图像数据输入预设颜色识别算法，得到待测塑料管材的管材颜色；根据近红外光图像数据确定待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度。

5、可选地，根据近红外光图像数据确定待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度，包括：根据近红外光图像数据，确定近红外光图像数据中平均像素亮度值大于预设亮度值的目标区域，将目标区域中平均像素亮度值最大的区域作为高亮区域；从高亮区域的边缘向外扩展预设像素距离，得到高亮区域的外围区域的边缘；确定外围区域的边缘与高亮区域的边缘之间的中间区域的平均漫反射强度值；将第一值与高亮区域的平均像素亮度值的比值作为待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度；第一值为高亮区域的平均像素亮度值与中间区域的平均漫反射强度值的差值。

6、可选地，根据待测塑料管材的管材特征信息对激光测量仪的工作参数的参数值进行调整，得到激光测量仪的工作参数调整后的参数值，包括：将待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度与预设功率调整系数的乘积作为激光功率调整步长；判断待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度是否大于预设光泽度阈值；在待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度大于预设光泽度阈值时，将激光测量仪的激光功率的当前值与激光功率调整步长的差值，作为激光测量仪的激光功率的调整后值；在待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度小于预设光泽度阈值时，将激光测量仪的激光功率的当前值与激光功率调整步长的和，作为激光测量仪的激光功率的调整后值；在待测塑料管材的管材特征信息中的光泽度等于预设光泽度阈值时，将激光测量仪的激光功率的当前值作为激光测量仪的激光功率的调整后值；根据待测塑料管材的管材特征信息中的管材颜色对canny阈值的当前值进行调整，得到canny阈值的调整后值；根据待测塑料管材的管材特征信息中的反射能力指数和可见光图像数据，对激光测量仪中相机的曝光时长的当前值进行调整，得到激光测量仪中相机的曝光时长的调整后值。

7、可选地，根据待测塑料管材的管材特征信息中的管材颜色对canny阈值的当前值进行调整，得到canny阈值的调整后值，包括：根据待测塑料管材的管材特征信息中的管材颜色确定管材颜色的明度；将管材颜色的明度与预设明度调整系数的乘积，作为阈值调整系数；将canny阈值的当前值与阈值调整系数的乘积，作为canny阈值的调整后值。

8、可选地，根据待测塑料管材的管材特征信息中的反射能力指数和可见光图像数据，对激光测量仪中相机的曝光时长的当前值进行调整，得到激光测量仪中相机的曝光时长的调整后值，包括：根据可见光图像数据确定可见光图像数据的当前平均亮度值；将第二值与预设亮度调整系数的乘积作为时长调整系数；第二值为预设平均亮度值与当前平均亮度值的比值；将相机的曝光时长的当前值与时长调整系数的乘积作为时长调整步长；判断待测塑料管材的管材特征信息中的反射能力指数是否大于预设反射能力指数；在待测塑料管材的管材特征信息中的反射能力指数大于预设反射能力指数时，将相机的曝光时长的当前值与时长调整步长的差值，作为相机的曝光时长的调整后值；在待测塑料管材的管材特征信息中的反射能力指数小于预设反射能力指数时，将相机的曝光时长的当前值与时长调整步长的和，作为相机的曝光时长的调整后值；在待测塑料管材的管材特征信息中的反射能力指数等于预设反射能力指数时，将相机的曝光时长的当前值作为相机的曝光时长的调整后值。

9、可选地，激光测量仪还包括光学散射探测装置，基于激光测量仪的工作参数调整后的参数值，采集待测塑料管材的外形图像数据，包括：控制激光发射器以激光功率的调整后值向待测塑料管材发射激光；在激光发射器以激光功率的调整后值向待测塑料管材发射激光的过程中，控制光学散射探测装置采集待测塑料管材的散射图像；根据待测塑料管材的散射图像、激光测量仪中相机的曝光时长调整后的参数值和canny阈值调整后的参数值，采集待测塑料管材的外形图像数据。

10、可选地，根据待测塑料管材的散射图像、激光测量仪中相机的曝光时长和调整后的参数值和canny阈值调整后的参数值，采集待测塑料管材的外形图像数据，包括：根据待测塑料管材的散射图像判断待测塑料管材是否存在散射异常；在待测塑料管材存在散射异常时，将相机的像素阵列的当前数字增益增加预设数字增益调整步长，得到相机的像素阵列的目标数字增益；在待测塑料管材不存在散射异常时，将相机的像素阵列的当前数字增益作为相机的像素阵列的目标数字增益；基于相机的像素阵列的目标数字增益和相机的曝光时长调整后的参数值采集待测塑料管材的原始图像数据；基于canny阈值调整后的参数值对待测塑料管材的原始图像数据进行图像识别处理，采集待测塑料管材的外形图像数据。

11、可选地，根据待测塑料管材的散射图像判断待测塑料管材是否存在散射异常，包括：根据待测塑料管材的散射图像，确定散射图像的散斑对比度；获取待测塑料管材的预设粗糙指数；将预设粗糙指数与预设散斑对比度阈值的乘积作为目标散斑对比度阈值；判断散射图像的散斑对比度是否大于目标散斑对比度阈值；在散射图像的散斑对比度大于目标散斑对比度阈值时，确定待测塑料管材存在散射异常；在散射图像的散斑对比度小于或等于目标散斑对比度阈值时，确定待测塑料管材不存在散射异常。

12、第二方面，本技术还公开了一种基于激光测量仪的塑料管弯曲回弹校正系统，包括：获取装置和处理装置；获取装置，用于获取待测塑料管材的近红外光图像数据和可见光图像数据；处理装置，用于根据近红外光图像数据和可见光图像数据确定待测塑料管材的管材特征信息；管材特征信息包括反射能力指数、管材颜色和光泽度；处理装置，还用于根据待测塑料管材的管材特征信息对激光测量仪的工作参数的参数值进行调整，得到激光测量仪的工作参数调整后的参数值；激光测量仪包括激光发射器和相机，工作参数包括激光发射器的激光功率、激光测量仪中相机的曝光时长和激光测量仪的基于canny算子的边缘检测算法中的canny阈值；处理装置，还用于基于激光测量仪的工作参数调整后的参数值，采集待测塑料管材的外形图像数据；根据待测塑料管材的外形图像数据确定待测塑料管材的弯曲回弹校正策略。

13、有益效果

14、本技术通过获取待测塑料管材的多光谱（近红外与可见光）图像，精准提取管材的反射能力指数、颜色和光泽度等关键特征，构建了光学特性自适应模型。在系统运行过程中，依据所提取的特征实时动态调整激光功率、相机曝光时长及边缘检测阈值，解决了不同材质管材因表面反射率差异引起的过曝与图像畸变问题。该方法实现了对光学特性的主动感知与反馈控制，能够在无需人工停机干预的情况下，自动匹配不同批次、不同颜色管材的生产切换，确保了三维轮廓测量的稳定性与测量数据的精确度，从而大幅提升了塑料管回弹校正的可靠性与自动化生产线的柔性生产能力。