高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法与流程

1.本发明属于复杂环境下工业现场的机器视觉技术领域，涉及一种高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法。


背景技术：

2.随着加工工艺的不断升级，高温锻件的加工精度也在不断提高。这直接导致目前的加工技术需要更多的加工流程以及加工工序。然而，冗余的加工流程和加工工序均会导致新的随机误差的产生，影响最终的加工精度。因此，在铸造过程中实时检测铸件的状态并实时修正就成为一道非常重要的工序。目前，常用的检测方案包括：光电对管定位法以及单目相机补光观察法。前者虽然精度较高但是只能观察单一位置，无法得到整体结构的具体数据。而单目相机补光观察法极易收到周围环境的影响。例如补光不均匀、局部结构高亮以及锻件引起的水蒸气与粉尘均会对结果产生超大干扰，从而无法得到精度较高的实际轮廓值。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，采用该方法能够在高精度下对锻件进行实时三维轮廓检测。
4.本发明所采用的技术方案是，高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，具体包括如下步骤：
5.步骤1，通过双目相机采集图像，并将双目相机采集到的图像分别定义为alm×n、arm×n；
6.步骤2，对步骤1所得图像进行处理，获取图像的激光线坐标；
7.步骤3，分别根据步骤2所得的图像arm×n和图像arm×n求各自图像中激光线的重心dri,dli；
8.步骤4，根据步骤3所得结果计算双目相机到目标物的距离di。
9.本发明的特点还在于：
10.步骤2的具体过程为：
11.对步骤1所得的图像alm×n、arm×n进行灰度化操作，然后将图像alm×n、arm×n分别分解为n个行向量，记录图像alm×n的每个行向量中激光线的左右坐标分别为记录图像arm×n的每个行向量中激光线的左右坐标分别为dr
il
、dr
ir
。
12.步骤2中，i的取值范围为1～n。
13.步骤3的具体过程为：采用如下公式(1)计算图像arm×n的激光线重心坐标dri：
[0014][0015]
采用如下公式(2)计算图像alm×n的激光线重心坐标dri：
[0016][0017]
步骤4的具体过程为：采用如下公式(3)计算双目相机到目标物的距离di：
[0018][0019]
其中，k1、k2分别表示系统参数，l表示双目相机之间的距离值。
[0020]
本发明的有益效果是：采用本发明提供的高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，在高温，高红外噪声的环境中，能够快速、高效、高精度的检测锻件的三维尺寸。不同时刻的数据按照时间先后顺序排列，能够节省大量的拼接时间，最终保证了数据的实时性。
附图说明
[0021]
图1是本发明高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法中双目相机与目标物的相对位置图；
[0022]
图2是本发明高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法中双目相机与激光头的作用原理图；
[0023]
图3(a)是本发明高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法中左目相机采集到的目标物的原始图像；
[0024]
图3(b)是对图3(a)检测的线激光左右边界的图。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0026]
高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，具体包括如下步骤：
[0027]
步骤1，通过双目相机采集图像，并将双目相机采集到的图像分别定义为alm×n、arm×n；双目相机表示双摄像头相机，alm×n表示左目相机检测的图像矩阵，arm×n表示右目相机检测的图像矩阵，m表示图像am×n在横向的像素点个数，n表示图像am×n在纵向的像素点个数。双目相机包括左目相机和右目相机，图1中a表示左目相机，图1中b表示右目相机。
[0028]
步骤2，对步骤1所得图像进行处理，获取图像的激光线坐标；本发明采用对目标物表面作用绿色激光线再通过双目相机进行接收，参见图2；
[0029]
步骤2的具体过程为：
[0030]
对步骤1所得的图像alm×n、arm×n进行灰度化操作，然后将图像alm×n、arm×n分别分解为n个行向量，记录图像alm×n的每个行向量中激光线的左右坐标分别为记录图像arm×n的每个行向量中激光线的左右坐标分别为dr
il
、dr
ir
，参见图3(a)、图3(b)；i表示第i行数据，i的取值范围为1～n。
[0031]
步骤3，分别根据步骤2所得的图像arm×n和图像arm×n求各自图像中激光线的重心dri,dli；
[0032]
步骤3的具体过程为：采用如下公式(1)计算图像arm×n的激光线重心坐标dri：
[0033]
[0034]
采用如下公式(2)计算图像alm×n的激光线重心坐标dri：
[0035][0036]
步骤4，根据步骤3所得结果计算双目相机到目标物的距离di，并进行多次测量，得到一段时间内不同时刻的的di，汇总得到di×
t
。
[0037]
步骤4的具体过程为：采用如下公式(3)计算双目相机到目标物的距离di：
[0038][0039]
其中，k1、k2分别表示系统参数，l表示双目相机之间的距离值。


技术特征：
1.高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，通过双目相机采集图像，并将双目相机采集到的图像分别定义为al
m
×
n
、ar
m
×
n
；步骤2，对步骤1所得图像进行处理，获取图像的激光线坐标；步骤3，分别根据步骤2所得的图像ar
m
×
n
和图像ar
m
×
n
求各自图像中激光线的重心dr
i
,dl
i
；步骤4，根据步骤3所得结果计算双目相机到目标物的距离d
i
。2.根据权利要求1所述的高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：对步骤1所得的图像al
m
×
n
、ar
m
×
n
进行灰度化操作，然后将图像al
m
×
n
、ar
m
×
n
分别分解为n个行向量，记录图像al
m
×
n
的每个行向量中激光线的左右坐标分别为记录图像ar
m
×
n
的每个行向量中激光线的左右坐标分别为3.根据权利要求2所述的高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，其特征在于：所述步骤2中，i的取值范围为1～n。4.根据权利要求2所述的高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程为：采用如下公式(1)计算图像ar
m
×
n
的激光线重心坐标dr
i
：采用如下公式(2)计算图像al
m
×
n
的激光线重心坐标dr
i
：5.根据权利要求1所述的高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，其特征在于：所述步骤4的具体过程为：采用如下公式(3)计算双目相机到目标物的距离d
i
：其中，k1、k2分别表示系统参数，l表示双目相机之间的距离值。

技术总结
本发明公开了一种高温红热目标双目线激光视觉三维测量方法，具体包括如下步骤：步骤1，通过双目相机采集图像，并将双目相机采集到的图像分别定义为Al


技术研发人员：杨延西 韩叔桓 邓毅 高异
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/3/1