[发明专利]一种光学测量点云的密封面误差评估缺陷识别方法

说明书

本发明涉及密封面测量缺陷识别技术领域，具体公开了一种光学测量点云的密封面误差评估缺陷识别方法。该方法包括：1、采集主泵法兰密封面点云数据；2、对点云数据进行预处理；5、根据主泵法兰密封面的点云数据，进行缺陷识别；5.1、建立误差色谱图；5.2、利用误差色谱的颜色变换梯度，获得梯度变换超过阈值的像素点所围城的封闭区域，实现对密封面缺陷的自动识别。该方法克服来现有测量方法无法实现原位、高精度、高效率自动化测量的缺陷；同时，基于测量原始点云数据自动评估零件2D尺寸误差、圆度/平面度误差，识别表面缺陷，简化了数据处理和误差评估的过程，提升了效率和精度，克服来传统方法获取深度信息困难的缺点。

技术领域

本发明属于密封面测量缺陷识别技术领域，具体涉及一种光学测量点云的密封面误差评估缺陷识别方法。

背景技术

法兰密封面作为核电厂压力容器主设备的承压边界，需要定期对密封面的形位、尺寸误差和表面缺陷进行检修。法兰密封面主要失效形式包括由热应力和机械应力冲击导致的微量形状和尺寸变形，以及由于液力腐蚀或拆装过程机械损伤导致的剥落、凹点、划痕等缺陷。

传统检测方式采用专用直径千分尺、塞规、塞尺等对形状/尺寸误差进行测量，采用肉眼识别表面缺陷，检测效率低、随机因素影响较大、可靠性差，不利于密封性的保障。同时仅能形成直径、深度等数据测量，无法建立直观及对比鲜明的密封面测量历史信息库。

为克服上述检测方式的缺陷，现有技术中出现了基于机器视觉的光学非接触式测量技术，其中，光栅式面阵扫描仪是使用较为广泛的一种光学测量方式，该扫描仪采用基于三角测量原理的双目PMP(Phase Measurement Profilometry)立体视觉三维测量技术，模拟人类视觉原理，使用计算机被动感知距离的方法。利用双相机从两个点观察一个物体，通过投射器向被测物体投射具有不同相位差的参考光栅，并从两个视角采集被物体表面调制后的变形光栅图像，然后利用变形光栅计算每个像素点的相位值并根据相位值计算物体的三维点云坐标。但是该扫描仪单幅测量范围有限，对被测工件多区域或者完整形貌的测量需要相应的运动平台辅助完成测量。六自由度工业机器人因为其柔性高，在制造行业得到了广泛的应用，其末端可以在其灵活空间内以任意姿态到达指定的位置，其末端夹持工件可以在线激光扫描传感器的测量范围内自由移动，实现对被测工件的完整测量。

点云是对利用三维光学扫描技术获取的大量的、密集的、含有多种信息的散点数据的形象表述，采用机器人光学测量方式获取的点云数据规模大，一般有上千万，大规模测量点云中含有测量对象表面丰富的三维形貌信息，但点云作为最原始的测量数据，通常是杂乱无章的，若想从中提取到需要的、有效的尺寸和误差数据，需要采取一定方法对点云进行数据处理。现有的点云处理方法具备点云的显示、删除、精简、点云三维模型匹配、误差色谱显示等通用功能，但缺乏专用的二维尺寸误差计算、圆度平面度形位误差计算和缺陷识别功能，无法满足主泵法兰密封面误差评估和缺陷识别需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学测量点云的密封面误差评估缺陷识别方法，解决主泵法兰密封面的自动检测、误差分析及缺陷识别，实现密封数字测量数据库的建立，以达到保障核电站安全可靠运行的目的。

本发明的技术方案如下：一种光学测量点云的密封面误差评估缺陷识别方法，该方法具体包括如下步骤：

步骤1、采集主泵法兰密封面点云数据；

步骤2、对点云数据进行预处理；

步骤2.1、对完整的三维点云进行精简处理；

步骤2.2、对点云数据中对孤立点进行剔除；

步骤2.3、将点云与设计模型相匹配；

步骤5、根据主泵法兰密封面的点云数据，进行缺陷识别；

步骤5.1、建立误差色谱图；