[發(fā)明專利]一種基于SAD立體匹配和高精度設(shè)備協(xié)同的柔性橡膠工件3D壁厚提取方法

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• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN115471536A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁彥玉;齊騰;畢德學(xué);李江;紀(jì)金剛;許蕊;白宇;南金翔;侯盈盈;楊義;王震
• 申請（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/13;G06T7/33;G06T5/30;G06T5/00
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一種基于SAD立體匹配和高精度設(shè)備協(xié)同的柔性橡膠工件3D壁厚提取方法。本發(fā)明是要解決高精度測量柔性橡膠產(chǎn)品壁厚測量的問題，而提出一種基于SAD立體匹配和高精度設(shè)備協(xié)同的柔性橡膠工件3D壁厚提取方法。該方法是通過1、工業(yè)相機標(biāo)定；2、獲得待檢測圖像；3、圖像預(yù)處理；4、邊緣提取；5、SAD立體匹配；6、基于圖像特征與高精度設(shè)備協(xié)同拼接；7、3D求取特征壁厚；8、測試測量方法魯棒性與數(shù)值一致性分析等步驟實現(xiàn)的。本發(fā)明結(jié)合高精度設(shè)備控制和圖像處理算法應(yīng)用于柔性材料視覺測量領(lǐng)域，實現(xiàn)了多種型號工件高精度拍攝并拼接檢測，克服了常規(guī)手工測量誤差大、面對多種型號工件一般測量方法魯棒性差等難題，準(zhǔn)確性高，速度快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于SAD立體匹配和高精度設(shè)備協(xié)同的柔性橡膠工件3D壁厚提取方法。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車市場的競爭也日趨激烈，而在現(xiàn)代汽車零件生產(chǎn)中，零件的數(shù)量比較多，而汽車的每個零件的質(zhì)量優(yōu)劣也間接地決定著汽車質(zhì)量信譽。而塑膠防塵套作為汽車零件中比較重要的一部分，其質(zhì)量的好壞也影響著零件的產(chǎn)量訂單，質(zhì)量檢測流程是該工件生產(chǎn)中非常重要的流程。而橡膠防塵套作為一種柔性材質(zhì)鑄造而成的波紋管狀的工件，因其特殊的產(chǎn)品形狀和材質(zhì)，對其產(chǎn)品的質(zhì)量檢測流程很難實現(xiàn)自動化。傳統(tǒng)的測量方式是工件鑄造完成后，將工件沿母線切開，對切面使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行手動接觸測量，這個過程工作繁瑣且耗時，而且人工手動測量很容易造成測量點不準(zhǔn)確和測量數(shù)目不對等問題。因此，對塑膠防塵套自動化測量需求越來越大。

國外計算機視覺技術(shù)發(fā)展非常迅速，自從上世紀(jì)六十年代中期以來，對計算機視覺技術(shù)的研究就越來愈多，尤其在雙目立體視覺研究領(lǐng)域越來越深入，對立體視覺研究的各種新穎的方法被提出和使用。美國麻省理工學(xué)院的Robert首次將以往的二維圖像研究推廣到三位立體場景，首次以計算機對圖片進(jìn)行了三維世界的分析和研究，這是立體視覺研究的先河。此后越來越多的學(xué)者投入到對立體視覺領(lǐng)域的研究當(dāng)中，這在一定程度上促進(jìn)了立體視覺技術(shù)的發(fā)展。與國外相比，雖然國內(nèi)對于計算機視覺行業(yè)的研究起步比較晚，尤其是對雙目視覺技術(shù)的研究，但是近年來，有很多科研人員投入到這些領(lǐng)域中，取得了比較先進(jìn)的成果。

近幾年，雙目視覺系統(tǒng)對測量領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，但目前雙目視覺對近距離、小尺寸的柔性目標(biāo)物體的應(yīng)用比較少。基于此，本文對雙目立體視覺技術(shù)測量柔性橡膠工件壁厚進(jìn)行了專門研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明結(jié)合高精度設(shè)備控制和圖像處理算法應(yīng)用于柔性材料視覺測量領(lǐng)域，克服了常規(guī)手工測量誤差大、面對多種型號工件一般測量方法魯棒性差等難題，準(zhǔn)確性高，速度快，較大地提升了測量精度、測量效率，而提出一種基于SAD立體匹配和高精度設(shè)備協(xié)同的柔性橡膠工件3D壁厚提取方法。

上述的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

步驟一、采用圓點標(biāo)定板，進(jìn)行多幅圖標(biāo)定與畸變校正，并極線校正，得出雙目相機內(nèi)外參數(shù)及相對位姿；

步驟二、根據(jù)工件長度，自動計算高精度滑臺行進(jìn)軌跡，雙目相機分段拍攝被測工件，獲取圖像；

步驟三、將圖像預(yù)處理，獲取ROI；

步驟四、利用邊緣提取算法，對獲取ROI進(jìn)行邊緣提取；

步驟五、利用SAD算法，找出左右相機特征對應(yīng)點；

步驟六、基于圖像特征進(jìn)行拼接，并結(jié)合高精度滑臺的運動軌跡分析，進(jìn)行校驗；

步驟七、利用邊緣輪廓，對特征位置求取3D壁厚；

步驟八、檢驗該測量方法魯棒性及檢驗測量結(jié)果是否滿足一致性要求。

發(fā)明效果：

本發(fā)明利用SAD立體匹配和特征配準(zhǔn)進(jìn)行雙目視覺檢測。本發(fā)明的難點主要包括高精度設(shè)備協(xié)同拼接、多種柔性橡膠工件測量可適，具有以下幾方面優(yōu)點：