[發(fā)明專利]一種彎管機的快速調(diào)機方法及系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112489195A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李磊剛;龐然;趙玉倩
• 申請（專利權(quán)）人: 新拓三維技術(shù)（深圳）有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/80;G01B11/24;G01B11/00
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發(fā)明公開了一種彎管機的快速調(diào)機方法及系統(tǒng)，首先，選取多相機系統(tǒng)；建立所述多相機系統(tǒng)的內(nèi)外參數(shù)的模型；利用所述多相機系統(tǒng)的內(nèi)外參數(shù)模型并使用標定板對所述多相機系統(tǒng)進行標定；利用標定后的多相機系統(tǒng)捕獲管件圖像，擬合出種子圓柱；以所述種子圓柱為基準，結(jié)合所述多相機系統(tǒng)捕獲的管件圖像，檢索并重建所述管件的三維模型；利用所述管件的三維模型進行所述彎管機的尺寸矯正。本發(fā)明提出了一種利用特定的標定板求解相機內(nèi)外參數(shù)的高精度，高魯棒性的多相機標定方法。在基于種子圓柱的圖像匹配過程中，結(jié)合灰度閾值來定位種子圓柱的邊緣。為最小化重建過程偏差，將線性插值方法與基于種子圓柱的方法結(jié)合使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種彎管機的快速調(diào)機方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

管件是航空和汽車領(lǐng)域的重要部件，其負責液體、氣體的輸送和組件的連接?？紤]到飛機和汽車的安全性，在安裝前必須檢查管子的形狀，以防止由于過大的裝配應(yīng)力(尤其是在發(fā)動機中)而引起的潛在危險。另一方面，隨著彎管機的 CNC機床(Computernumerical control machine tools)工藝發(fā)展，用于汽車或飛機主體的大部分管材都是由CNC彎管機生產(chǎn)的。為了減少在折彎過程中管件材料的浪費，需要一套可對管件進行尺寸校正的輔助管型測量系統(tǒng)。但是，因為多數(shù)管件的空間形態(tài)比較復(fù)雜且其表面很難做標記檢測，因此如何實現(xiàn)快速測量并反饋測量結(jié)果是一項很艱巨的任務(wù)。

目前工業(yè)現(xiàn)場多使用固定夾具的方式檢測管件，它可以快速檢測管型是否滿足要求。但卻存在一些不可忽視的局限性：(1)一種類型管件對應(yīng)一種固定夾具，檢測管件類型越多，需要的夾具類型也會越多。(2)夾具需要開模制作，其成本太高，而且部分管件因為結(jié)構(gòu)特殊，很難生產(chǎn)對應(yīng)的夾具，這類情況在飛機所用管件常遇到。此外，制造過多的夾具不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因為一旦不使用某種類型的管件，相應(yīng)的夾具也就不會再用。(3)夾具只能檢查折彎管件的形狀。當與數(shù)控折彎機配合使用時，只能定性檢查其是否滿足要求，不能提供生產(chǎn)中所需要的校正量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種彎管機的快速調(diào)機方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)無接觸，高效，高準確性的管件測量，可進行管件檢測和折彎過程的偏差校正。在此過程中，有三個核心技術(shù)點：即捕獲管件圖像、多相機自標定以及管件的三維重建算法。首先，選用的多相機系統(tǒng)設(shè)計有高分辨率相機，鏡頭，背光源以及光源擴散板，這樣可以快速、穩(wěn)定地捕獲高質(zhì)量和對比度清晰的管件圖像，并且不受環(huán)境光變化和待測物表面紋理的影響；其次，提出了一種利用特定的標定板求解相機內(nèi)外參數(shù)的高精度，高魯棒性的多相機標定方法。第三，為管件測量過程中的圖像匹配和重建，提出了一種高效、準確、完善的種子圓柱的方法。在基于種子圓柱的圖像匹配過程中，結(jié)合灰度閾值來定位種子圓柱的邊緣。為最小化重建過程偏差，將線性插值方法與基于種子圓柱的方法結(jié)合使用。相機的外部參數(shù)是指單個相機坐標系與像平面坐標系之間的轉(zhuǎn)換矩陣R、平移矩陣T，這兩參數(shù)可解決相機拍攝到各點在不同坐標系之間具體坐標的轉(zhuǎn)換問題。相對外參數(shù)是也指的是轉(zhuǎn)換矩陣R、平移矩陣T，但它是將兩個或兩個以上相機看作一個整體，與第三個相機坐標系之間的平移、轉(zhuǎn)換關(guān)系。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種彎管機的快速調(diào)機方法，具體包括以下步驟：

S1、選取多相機系統(tǒng)；

S2、建立所述多相機系統(tǒng)的內(nèi)外參數(shù)的模型；

S3、利用所述多相機系統(tǒng)的內(nèi)外參數(shù)模型并使用標定板對所述多相機系統(tǒng)進行標定；

S4、利用標定后的多相機系統(tǒng)捕獲管件圖像，擬合出種子圓柱；

S5、以所述種子圓柱為基準，結(jié)合所述多相機系統(tǒng)捕獲的管件圖像，檢索并重建所述管件的三維模型；

S6、利用所述管件的三維模型進行所述彎管機的尺寸矯正。