[發明專利]一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法

有效

• 申請號: 202110386539.5
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113205559B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 張李超;胡祺;吳甲民;王森林;李萌;吳亞茹;何駿馳;史玉升
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;G01J5/90
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;孔娜

1.一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，該標定方法包括下列步驟：

S1在激光成型系統的成形基板上建立二維坐標系，在紅外熱像儀中建立二維圖像坐標系，對所述基板的實際加工區域進行網格劃分，獲得多個網格節點，在所述二維坐標系中獲取每個所述網格節點的二維坐標；

S2利用所述激光成型系統中發射多束激光，每束激光的激光入射點對應一個所述網格節點；采用紅外熱像儀拍攝所述基板上的網格點節點，并在所述圖像坐標系中獲得每個網格節點對應的圖像坐標；

S3對于任意一個網格i，利用該網格i對應的多個頂點的二維坐標和圖像坐標求解所述網格i的二維坐標系和圖像坐標系之間的轉換矩陣Ai，以此獲得所述基板上每個網格對應的轉換矩陣；

S4在任意網格i中任意選取一個點j，利用該點j的二維坐標和所述任意網格i對應的轉換矩陣Ai計算所述點j的圖像坐標，計算獲得的圖像坐標與點j的實際圖像坐標之間的絕對誤差；

S5將計算獲得的所述絕對誤差與預設閾值進行比較，當絕對誤差大于預設閾值時，重新劃分所述網格i，返回步驟S3，直至每個網格中任意點對應的絕對誤差均小于所述預設閾值，以此實現對所有網格的轉換矩陣的驗證，并獲得驗證后的每個網格對應的轉換矩陣，完成紅外熱像儀的標定。

2.如權利要求1所述的一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，在步驟S2中，每束激光的激光入射點對應一個所述網格節點后，還需確定實際的激光入射點，然后將所有實際的激光入射點作為新的網格節點，以此實現網格節點的修正。

3.如權利要求2所述的一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，確定實際的激光入射點采用激光能量的質心法確定激光熱中心位置，并以該中心位置的坐標作為實際的激光入射點。

4.如權利要求3所述的一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，所述實際入射點的坐標按照下列關系式進行計算：

其中，x’和y’分別為實際激光入射點的橫坐標和縱坐標，x和y分別為修正前網格節點的橫坐標和縱坐標，為激光熱中心偏移位移量。

5.如權利要求4所述的一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，Δs按照下列關系式計算：

其中，為激光熱中心偏移位移量，θ為激光入射角，k₁、k₂為常數，由固定離焦量下光斑質量分析試驗確定。

6.如權利要求5所述的一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，入射角度θ按照下列關系式計算：

其中，θ為激光入射角度，x和y分別為修正前網格節點的橫坐標和縱坐標，df為激光垂直入射的光程。

7.如權利要求1或2所述的一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，在步驟S3中，所述轉換矩陣Ai按照下列關系式計算：

其中，x^*，y^*分別是網格i頂點的二維坐標的橫坐標和縱坐標，u，v分別是網格i頂點的圖像坐標的橫坐標和縱坐標，a₁₁，a₁₂，a₁₃，a₂₁，a₂₂，a₂₃，a₃₁，a₃₂，a₃₃是轉換矩陣Ai中的元素，a₃₃＝1。

8.如權利要求1或2所述的一種粉末床熔融的紅外熱像儀標定方法，其特征在于，在步驟S4中，所述絕對誤差的計算按照下列表達式進行：

其中，ε是絕對誤差，Q_e是實際圖像坐標，Q_e'是計算獲得的圖像坐標。