[發明專利]基于機器視覺的非接觸式管材壁厚測量方法與系統

在審

• 申請號: 201910830652.0
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110567345A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 劉國忠;黨彥輝
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01B5/06
• 分類號: G01B5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于機器視覺的非接觸式管材壁厚測量系統，包括圖像采集設備、顯示器、主機、激光投影器、被測管材和支架。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的非接觸式管材壁厚測量系統，其特征在于，所述圖像采集設備與主機連接，所述激光投影器與主機連接，所述主機與顯示器連接，所述支架與被測管材連接。

3.根據權利要求1所述的基于機器視覺的非接觸式壁厚測量系統，其特征在于，所述圖像采集設備包括但不限于相機、攝像頭、攝像機、掃描儀，凡是具有圖像采集功能的設備均在本發明的精神范圍之內。

4.根據權利要求1所述的基于機器視覺的非接觸式壁厚測量系統，其特征在于，所述的激光投影器可以向所述被測管材表面投射各種形狀的圖案，包括但不限于圓形、矩形、三角形，凡是可以向被測管材表面投射各種圖案的設備均在本發明的精神范圍之內。

5.根據權利要求1所述的基于機器視覺的非接觸式壁厚測量系統，其特征在于，所述圖像采集設備的數目沒有限制，可以是單個圖像采集設備，也可以是兩個或者多個圖像采集設備共同組成的圖像采集系統。

6.根據權利要求1所述的基于機器視覺的非接觸式壁厚測量系統，其特征在于，所述圖像采集設備的標定方法包括但不限于傳統的標定方法、基于主動視覺的標定方法、自標定方法。凡是可以對圖像采集設備進行標定，確定實際空間位置與圖像采集設備的成像平面上圖像位置之間的轉換關系和圖像采集設備內參數的標定方法均在本發明的精神范圍之內。

7.根據權利要求1所述的基于機器視覺的非接觸式壁厚測量系統，其測量原理包括以下步驟：

對所述圖像采集設備進行標定；

利用激光投影器向被測管材柱面和截面投射特征標記物；

利用圖像采集設備對被測管材表面進行圖像采集，并傳輸到主機；

利用主機對采集到的圖像進行預處理，得到清晰的圖像；

基于特征提取算法對預處理后的圖像進行特征提取；

基于特征匹配算法對提取的特征進行匹配；

基于三維重建算法對匹配后的圖像進行三維重建，恢復被測管材的柱面和截面的空間位置信息。

對所述被測管材的柱面進行擬合，進一步確定柱面的軸向向量；

基于被測管材截面的空間位置信息和柱面軸向向量，計算截面輪廓在管材柱面軸向平面上的投影；

計算壁厚值。過投影輪廓中心的直線與投影輪廓一側交于兩點，這兩點之間的距離即為被測管材截面的實際厚度。