一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法与流程

技术特征：
1.一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，包括垂直对中和图像采集两个阶段，垂直对中和图像采集均通过检测系统来完成，检测系统包括检测平台、升降轴、旋转轴、旋转臂、伸缩轴、3d工业相机、驱动组件和控制系统，升降轴设于检测平台上，用于被驱动组件驱动并上升或下降，旋转轴设于升降轴上，用于被驱动组件驱动并旋转，旋转臂的中心与旋转轴连接，并在旋转轴旋转时随旋转轴转动，伸缩轴设于旋转臂的一端，其长度方向的中线与旋转臂长度方向的中线重合，用于被驱动组件驱动并发生伸缩，3d工业相机设于伸缩轴上，控制系统与3d工业相机和驱动组件信号连接，其特征在于，垂直对中阶段包括以下步骤：s1：获取经过目标法兰圆心的竖直线；s2：旋转臂带动3d工业相机在目标法兰的下端摆动，获取目标法兰面下端的一段与竖直线相交的下轮廓线：s3：旋转臂带动3d工业相机在目标法兰的上端摆动，获取目标法兰面上端的一段与竖直线相交的上轮廓线；s4：获取旋转臂上3d工业相机扫描的直径：分别提取s2中的下轮廓线的中点和s3中上轮廓线的中点，两中点的距离即为旋转臂上3d工业相机扫描的直径；s5：获取旋转臂旋转扫描时的旋转中心：分别提取s2中的下轮廓线的中点和s3中上轮廓线的中点，获取两中点的中间位置，该中间位置即为目标法兰的圆心，也即旋转臂旋转扫描时的旋转中心；s6：自动对中：根据s4确定的扫描直径和s5确定的旋转中心，调整检测平台上的升降轴的升降高度和伸缩轴的伸缩距离，实现旋转臂的旋转中心与目标法兰圆心的自动对中。2.根据权利要求1所述的塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，其特征在于，s2的步骤包括：先将检测平台上的升降轴的高度调到最低位置，该位置记为h，此时3d工业相机最低位置距离地面的距离为h1，采集轮廓时3d工业相机以h2的间隔位移进行采集，采集一帧图像的宽度为h3为h2
△
t，0＜
△
t＜0.5mm；s21：第一帧采集旋转臂带动3d工业相机转动，在目标法兰最底部采集第一帧图像，3d工业相机线程采集第一帧后，发送运动到第二个采集位置的信号给控制系统；s22：第二帧采集控制系统接收到运动到第二个采集位置的信号后，检测平台上的升降轴上升h2，到达第二帧采集位置，然后发送采集信号给3d工业相机线程，3d工业相机线程采集第二帧后，发送运动到第三个采集位置的信号给控制系统；s23：第三帧采集控制系统接收到运动到第三个采集位置的信号后，升降轴上升h4，伸缩轴上升h5，其中，h4 h5＝h2，到达第三个采集位置，然后发送采集第三帧信号给3d工业相机线程，3d工业相机线程采集第三帧后，发送运动到第四个采集位置的信号给控制系统；s24：第四帧采集
控制系统接收到运动到第四个采集位置的信号后，伸缩轴上升h6，h6为伸缩轴能再伸展的最大距离，其小于h2，到达第四个采集位置，然后发送采集第四帧信号给3d工业相机线程，3d工业相机线程采集第四帧后，完成目标法兰面下端的一段与竖直线相交的下轮廓线的采集。3.根据权利要求2所述的塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，其特征在于，s3的步骤包括：s31：第五帧采集3d工业相机线程采集第四帧后，发送运动到第五个采集位置的信号给控制系统，控制系统接收到运动到第五个采集位置的信号后，旋转轴顺时针旋转180
°
，伸缩轴返回初始位置，升到顶点位置，到达第五个采集位置，然后发送采集第五帧信号给3d工业相机线程，3d工业相机线程采集第五帧后，发送运动到第六个采集位置的信号给控制系统；s32：第六帧采集控制系统接收到运动到第六个采集位置的信号后，升降轴下降h2，到达第六个采集位置，然后发送采集第六帧信号给3d工业相机线程，3d工业相机线程采集第六帧后，发送运动到第七个采集位置的信号给控制系统；s33：第七帧采集控制系统接收到运动到第七个采集位置的信号后，升降轴下降h4，伸缩轴下降h5，到达第七个采集位置，然后发送采集第七帧信号给3d工业相机线程，3d工业相机线程采集第七帧后，发送运动到第八个采集位置的信号给控制系统；s34：第八帧采集控制系统接收到运动到第八个采集位置的信号后，伸缩轴下降h6，到达第八个采集位置，然后发送采集第八帧信号给3d工业相机线程，3d工业相机线程采集第八帧后，发送旋转轴运动初始位置的信号给控制系统，同时开始对中函数，控制系统接收到旋转轴返回初始位置后启动返回。4.根据权利要求1所述的塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，其特征在于，图像采集阶段包括以下步骤：s7：旋转臂带动3d工业相机在目标法兰的最低处先逆时针转动一小段弧度：设定启动后3d工业相机的初始位置为原点位置，旋转臂带动3d工业相机转动一圈的时间为t(s)，转动一圈的脉冲数为n(p)，在原点位置，先逆时针转n/20(p)，即0.05圈；s8：旋转臂带动3d工业相机顺时针转动开始采集图像：设定旋转轴的检测速度为v，加速度为a；加速到匀速时间所需的时间为t1，则t1＝v/a；加速到匀速的距离为s1＝a*t
12
/2；匀速后到达原点位置的距离为s2＝n/20-s1；从匀速到达到原点位置的时间为t2＝s2/v；则从启动到到达原点位置的时间t3＝t1 t2；即，时间t3后开始采集数据，n/20(p)到达原点，用n(p)采集数据，再用n/20(p)减速停止，则顺时针转动1.1n(p)，耗时t4＝t3 t t3，可以完成目标法兰一圈的图像采集；s9：旋转臂带动3d工业相机逆时针转动返回原点：
旋转臂带动3d工业相机逆时针转动1.05n(p)回到原点。

技术总结
本发明公开了一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，包括垂直对中和图像采集两个阶段，垂直对中和图像采集均通过检测系统来完成；与现有技术相比，本发明的塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，包括垂直对中和图像采集两个阶段，通过自动对中阶段使检测系统自动将旋转臂轴心和法兰圆心对齐，以达到3D工业相机的最佳视野和工作距离，在图像采集阶段，旋转臂带动3D工业相机旋转，对目标法兰进行全覆盖式激光线扫描以得到海量点云数据，旋转一周，即可获得激光线扫描区域的点云数据。即可获得激光线扫描区域的点云数据。即可获得激光线扫描区域的点云数据。


技术研发人员：王志浩 彭卓 潘思颖 刘普京 肖苏华 王志勇 乔明娟 吴建毅
受保护的技术使用者：广东技术师范大学
技术研发日：2021.08.25
技术公布日：2022/1/21