[发明专利]超塑性非球面自由胀形几何参数测量装置和方法

权利要求书

1.超塑性非球面自由胀形几何参数测量装置，该装置由被测胀形件、环形光源、摄像机、PC机和可调云台组成，其特征在于，所述的环形光源(2)与摄像机(3)的镜头同轴，且位于被测胀形件(1)与摄像机(3)之间，环形光源(2)和摄像机(3)安装在可调云台(5)上，PC机(4)控制摄像机(3)连续采集被测胀形件(1)图像，并对采集的图像进行处理，测算出被测胀形件(1)的几何参数。

2.一种采用权利要求1所述的装置进行超塑性非球面自由胀形几何参数测量方法，其特征在于包括以下步骤：

1)调整摄像机(3)视角；

2)标定摄像机(3)内参数；

3)测算被测胀形件(1)物面至摄像机(3)光心的距离即物距；

4)采集被测胀形件(1)图像，并对图像处理，确定图像中被测胀形件(1)的轮廓边缘上各点的坐标；

5)结合标定的摄像机(1)内参数，计算物面上对应各点的实际坐标；

6)对计算所得的实际坐标进行修正，求得被测胀形件(1)旋转体边缘各点的真实坐标。

3.根据权利要求2所述的超塑性非球面自由胀形几何参数测量方法，其特征在于，所述的摄像机(3)视角调整包括下列步骤：

1)利用一个已知尺寸的正方体作为标定模块，将其中的一个侧面作为标定参考面，放置在胀形实验中被测胀形件(1)的被测物面所处的位置处，摄像机(3)正对标定参考面即被测物面后，采集其图像；

2)应用梯度算子，从采集图像中检测出标定参考面上正方形的边缘；

3)采用亚像素算法，计算图像中正方形四个边的边长；

4)通过调整可调云台(5)来调整摄像机(3)视角，使图像中的两组平行边方向与像面上坐标轴方向平行，且每组平行边的大小相等。

4.根据权利要求2所述的超塑性非球面自由胀形几何参数测量方法，其特征在于，所述的摄像机(3)内参数标定时，根据正方体边长与被测物面上所成像的比值，求得表示图像中的每个像素点在x轴和y轴方向所代表的真实几何尺寸的摄像机(3)内参数k_xd、k_yd。

5.根据权利要求2所述的超塑性非球面自由胀形几何参数测量方法，其特征在于，所述的物距测量时，通过移动可调云台(5)来移动摄像机(3)，并记录移动的距离，根据移动前后所成像的尺寸，测算出被测物面至摄像机(3)光心的距离即物距。

6.根据权利要求2所述的超塑性非球面自由胀形几何参数测量方法，其特征在于，对测量结果进行修正：通过修正后，求得旋转体胀形件边缘各点的真实坐标。