[發明專利]基于多目測距的柔性三維織造裝備導向棒安裝檢測方法

有效

• 申請號: 202210101314.5
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114485434B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 單忠德;檀晨晨;汪俊;李大偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G06T7/00;G06T7/62;G06V10/764;G06V10/70;G06K9/62;G06N3/12
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 牛婧

本發明公開了一種基于多目測距的柔性三維織造裝備導向棒安裝檢測方法，具體步驟如下：移動圖像采集系統采集導向棒安裝區域的圖像，通過采集的相鄰兩幀的圖像獲取測量距離；構建遺傳優化算法的目標函數，將獲取的測量距離進行分類，輸入遺傳優化算法中進行優化，輸出導向棒安裝高度；若導向棒安裝高度在允許的安裝誤差范圍內，若在安裝誤差范圍內，表示安裝正確；否則，未安裝成功；重復上述過程，直至完成對導向棒區域中所有導向棒安裝位置的檢測。本發明方法實現在三維織造裝備組裝過程中對導向棒安裝狀態的準確監測。

技術領域

本發明屬于三維織造導向棒安裝檢測技術領域，具體地涉及一種基于多目測距的柔性三維織造裝備導向棒安裝檢測方法。

背景技術

三維織造復合材料是高技術領域的一種新型的先進復合材料，纖維束在材料內部相互交錯，構成空間互鎖網狀結構，形成一個整體結構，具有優良的抗沖擊韌性、抗疲勞性和耐燒蝕性，可制造高溫功能結構材料，也可以用于風力發電機葉片等結構中的梁、框、筋、軸、桿等部件。

目前對柔性三維織造裝備的研究都是基于人眼監測導向棒的安裝，任務繁重、耗時長、效率低且識別精度有限，該方法難以確保導向棒安裝成功的準確性，導致后續預制體在織造過程中產生變形和纖維束損傷，最終難以保證復合材料的致密成型和力學性能。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于多目測距的柔性三維織造裝備導向棒安裝檢測方法，使用圖像處理的方法用機器完成這一繁瑣任務，提高了監測導向棒安裝的精度，降低人眼負擔，節約檢測時間，該柔性三維織造裝備導向棒安裝檢測方法是一種高效、智能、便捷的檢測方法。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：一種基于多目測距的柔性三維織造裝備導向棒安裝檢測方法，具體包括以下步驟：

(1)移動圖像采集系統采集導向棒安裝區域的圖像，通過采集的相鄰兩幀的圖像獲取測量距離；

(2)構建遺傳優化算法的目標函數，將步驟(1)獲取的測量距離進行分類，輸入遺傳優化算法中進行優化，輸出導向棒安裝高度；

(3)若導向棒安裝高度在允許的安裝誤差范圍內，若在安裝誤差范圍內，表示安裝正確；否則，未安裝成功；

(4)重復步驟(1)-(3)，直至完成對導向棒區域中所有導向棒安裝位置的檢測。

進一步地，在圖像采集系統采集導向棒安裝區域的圖像前，先對圖像采集系統進行高精度標定。

進一步地，步驟(1)中圖像采集系統包括：支撐臂、直線模組、多視覺傳感器，所述直線模組的兩端分別連接一個支撐臂，支撐臂設置于柔性三維織造裝備的模板上，所述多視覺傳感器設置于直線模組下方，所述多視覺傳感器由若干高精度工業相機組成，高精度工業相機均勻分布在半徑為R的圓周上，所述高精度工業相機的視野對準導向棒安裝區域。

進一步地，相鄰兩個高精度工業相機之間的觀測視野的重疊區域大于60％。

進一步地，步驟(1)包括如下子步驟：

(1.1)移動圖像采集系統在導向棒安裝區域內運動，拍攝導向棒安裝區域上導向棒安裝目標點的圖像幀，標定圖像幀上導向棒安裝目標點的坐標，計算相鄰圖像幀上導向棒安裝目標點的視差值其中，X_L和X_r分別表示相鄰圖像幀上導向棒安裝目標點的橫坐標，Y_L和Y_r分別表示相鄰圖像幀上導向棒安裝目標點的縱坐標；

(1.2)根據相似三角形原則，有求取導向棒安裝目標點到第i個高精度工業相機與第j個高精度工業相機中心的距離d_ij，其中，B_ij表示第i個高精度工業相機與第j 個高精度工業相機之間的距離，f表示高精度工業相機的焦距；