[发明专利]型钢在线精密检测系统

说明书

技术领域

本发明归属于精密光学测量、测量软件开发等领域、涉及到使用结构光技术在线精密测量高速运行的产品的几何尺寸技术。

背景技术

钢铁生产过程中对产品外形尺寸的在线、实时测量，有利于及时判断和调整生产参数、为用户质量控制、节材，可以创造显著的经济效益。

型钢品种众多，比较常用的种类包括：角钢、槽钢、工字钢。目前型钢测量只能对少数参数(如厚度、某一方向的宽度等)进行测量，而对型钢产品外形尺寸全面系统测量还不成熟主要体现在测量精度不高，速度不快。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于激光(结构光)和多组高速面阵CCD摄像机组成的三维视觉精密测量系统。此系统将线激光标线的位置和摄像机的位置根据被测物的特点作相应的排布，可实现在线非接触实时测量。

本发明的特点是硬件由若干标准模块组成。软件随被测物的不同而变化。可快速实现各种不同被测物的自动测量。

本发明的另一个特点是按标准化的原则开发实时处理图像信号的测量软件，将光、机、电的非线性及线性畸变参数加以自动修正。

本发明的技术方案是：型钢在线精密检测系统，包括结构光模块、影像输入模块、处理器模块、显示输出模块。影像输入模块的数据输出端连接处理器模块的数据输入端，处理器模块输出端连接显示输出模块的数据输入端。所述处理器模块包括预处理模块、特征点匹配模块、精密测量模块、精密标定模块。

进一步，所述结构光模块包含3台或4台激光器发出绿色线激光，将被测物进行环形围绕。

进一步，所述影像输入模块为能够将被测物的测量面全部收入视场中的3台或4台数码摄像机。其摄像靶面与激光投射面的夹角在30度至60度之间。

进一步，所述影像输入模块中的数码摄像机镜头前安装只可通过绿色光的光学滤色镜片，可以达到克服杂散光干扰的目的。

所述精密标定模块对测量的空间系统进行标定，标定的目的是将标准的空间格点位置信息，与光学测量系统、机械系统、电子系统、软件系统结合起来，形成完整的测量处理系统，在标定好的系统里运用经过精密标定的非线性方程进行测量计算，才能得到真实准确的物理测量结果。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.实现了在测量区域内的高精度测量，对被测物的几何位置和运动状态没有苛刻要求。

2.可以得到实时的三维图型及精确截面尺寸数据。

3.由于使用了特定开发的软硬件系统(脉冲激光、高速摄像)，对高速运动的物体进行软硬件消抖、去噪，使用了可靠优化的测量算法大大的提高了运算处理速度，从而对高速运动的产品进行精密可靠的数据处理。

附图说明

图1是本发明的框图；

图2是本发明的配置示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明型钢在线精密检测系统，所采集的被测型钢的信息经过影像输入模块采集后，依次经过预处理模块、特征点匹配模块、精密测量模块的处理，最后通过显示输出模块得到测量结果。

所述的预处理模块，是指：将拍摄的被测物的横断面的空间结构信息，进行去噪、细化、二值化等图像预处理。

所述的特征点匹配模块，是指：对两台相关摄像机的输入图像计算寻找相对应的同一点。由于两台相关摄像头视角及位置的差异，同一个点在两幅相关图像中对应的图像坐标不同，而这个差异反应了它在空间坐标系中的三维坐标的不同。匹配特征点在两张图中的坐标位置，结合摄像头的参数及事先标定的物理空间特征，运用计算机机器视觉算法就能将其在世界坐标系中的位置准确的测算出来。

所述的精密测量模块，是指：将匹配的空间点、线进行对应连接再通过标定后的非线性方程计算出被测物的实际几何尺寸。

如图2所示，结构光发射器2由多台绿色线型激光器组成，多条绿色线型结构光3环绕照射在被测量的在线运行的被测型钢4表面上。

如图2所示，摄像装置1中的数码摄像机，能够将被测物的测量剖面全部收入视场，摄像靶面与激光投射面的夹角在30度至60度之间，使测量精度与设备安装空间达到较好的平衡。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。