[發(fā)明專(zhuān)利]一種測(cè)量彎管彎曲半徑的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110408575.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113160301B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉旺玉;梁英鵬;謝衛(wèi)規(guī);羅遠(yuǎn)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/62
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/62;G06T7/10;G06T5/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚(yáng)鵬

1.一種測(cè)量彎管彎曲半徑的方法，其特征在于，包括以下步驟：

對(duì)彎管的彎曲部分進(jìn)行掃描，獲得彎管的云圖；

對(duì)云圖中的3D點(diǎn)云集合進(jìn)行矯正處理，將矯正后的3D點(diǎn)云集合調(diào)整到正視位置并截圖，獲得彩色圖像；

對(duì)彩色圖像進(jìn)行二值化處理，獲得二值圖，將二值圖骨架化；

對(duì)骨架化的二值圖進(jìn)行均勻重復(fù)選取點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)選取的點(diǎn)坐標(biāo)獲取像素彎曲半徑；

根據(jù)像素彎曲半徑和比例尺計(jì)算彎管彎曲半徑；

所述對(duì)彎管的彎曲部分進(jìn)行掃描，獲得彎管的云圖，包括：

采用三維激光掃描儀掃描彎管的彎曲部分的中性層的一側(cè)，獲得彎管的云圖；所述對(duì)骨架化的二值圖進(jìn)行均勻重復(fù)選取點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)選取的點(diǎn)坐標(biāo)獲取像素彎曲半徑，包括：

對(duì)骨架化的二值圖的二維矩陣進(jìn)行分析，在彎管上均勻獲取三個(gè)位置的點(diǎn)坐標(biāo)作為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)；

結(jié)合三個(gè)頂點(diǎn)及兩點(diǎn)之間的距離公式求解彎管的像素彎曲半徑；

所述結(jié)合三個(gè)頂點(diǎn)及兩點(diǎn)之間的距離公式求解彎管的像素彎曲半徑，包括：

根據(jù)三個(gè)頂點(diǎn)及兩點(diǎn)之間的距離公式獲得一個(gè)像素彎曲半徑；

重復(fù)在彎管上獲取多組點(diǎn)坐標(biāo)，多組點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)獲得多個(gè)像素彎曲半徑；

獲取多個(gè)像素彎曲半徑的平均值作為最終的像素彎曲半徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量彎管彎曲半徑的方法，其特征在于，所述測(cè)量彎管彎曲半徑的方法還包括對(duì)云圖進(jìn)行降噪處理的步驟，包括：

利用逆向工程軟件對(duì)云圖進(jìn)行降噪處理，刪除背景噪點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量彎管彎曲半徑的方法，其特征在于，所述對(duì)云圖中的3D點(diǎn)云集合進(jìn)行矯正處理，將矯正后的3D點(diǎn)云集合調(diào)整到正視位置并截圖，獲得彩色圖像，包括：

調(diào)整云圖中的3D點(diǎn)云集合的顏色顯示參數(shù)，提高點(diǎn)云的顏色分辨率，為圖像處理做準(zhǔn)備；

使用CAD命令，將3D點(diǎn)云集合置于正視位置，對(duì)3D點(diǎn)云集合進(jìn)行截圖，獲得彩色圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量彎管彎曲半徑的方法，其特征在于，所述對(duì)彩色圖像進(jìn)行二值化處理，獲得二值圖，將二值圖骨架化，包括：

對(duì)彩色圖像進(jìn)行二值化處理，求補(bǔ)后做閉運(yùn)算，自動(dòng)修復(fù)三維激光掃描儀掃描缺失的數(shù)據(jù)，獲得二值圖；

利用形態(tài)學(xué)算法將二值圖骨架化，獲取彎管的骨架，以骨架的彎曲半徑代表彎管的彎曲半徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量彎管彎曲半徑的方法，其特征在于，所述兩點(diǎn)之間的距離公式為：

像素彎曲半徑的求解公式為：

其中，a、b、c為二值圖骨架化之后均勻選取的三個(gè)點(diǎn)之間的各自距離；x_i，y_i為均勻選取的三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；R為彎管像素彎曲半徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量彎管彎曲半徑的方法，其特征在于，所述比例尺的公式為：

其中，k為比例尺，s為彎管的像素直徑，d為實(shí)際的彎管直徑；

彎管彎曲半徑為：

其中，R′為彎管彎曲半徑，R為像素彎曲半徑。

7.一種測(cè)量彎管彎曲半徑的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

掃描模塊，用于對(duì)彎管的彎曲部分進(jìn)行掃描，獲得彎管的云圖；

截圖模塊，用于對(duì)云圖中的3D點(diǎn)云集合進(jìn)行矯正處理，將矯正后的3D點(diǎn)云集合調(diào)整到正視位置并截圖，獲得彩色圖像；

二值處理模塊，用于對(duì)彩色圖像進(jìn)行二值化處理，獲得二值圖，將二值圖骨架化；

像素計(jì)算模塊，用于對(duì)骨架化的二值圖進(jìn)行均勻重復(fù)選取點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)選取的點(diǎn)坐標(biāo)獲取像素彎曲半徑；

半徑計(jì)算模塊，用于根據(jù)像素彎曲半徑和比例尺計(jì)算彎管彎曲半徑；

所述對(duì)彎管的彎曲部分進(jìn)行掃描，獲得彎管的云圖，包括：

采用三維激光掃描儀掃描彎管的彎曲部分的中性層的一側(cè)，獲得彎管的云圖；所述對(duì)骨架化的二值圖進(jìn)行均勻重復(fù)選取點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)選取的點(diǎn)坐標(biāo)獲取像素彎曲半徑，包括：

對(duì)骨架化的二值圖的二維矩陣進(jìn)行分析，在彎管上均勻獲取三個(gè)位置的點(diǎn)坐標(biāo)作為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)；

結(jié)合三個(gè)頂點(diǎn)及兩點(diǎn)之間的距離公式求解彎管的像素彎曲半徑；

所述結(jié)合三個(gè)頂點(diǎn)及兩點(diǎn)之間的距離公式求解彎管的像素彎曲半徑，包括：

根據(jù)三個(gè)頂點(diǎn)及兩點(diǎn)之間的距離公式獲得一個(gè)像素彎曲半徑；

重復(fù)在彎管上獲取多組點(diǎn)坐標(biāo)，多組點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)獲得多個(gè)像素彎曲半徑；

獲取多個(gè)像素彎曲半徑的平均值作為最終的像素彎曲半徑。