[发明专利]一种测量弯管弯曲半径的方法及系统

权利要求书

1.一种测量弯管弯曲半径的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对弯管的弯曲部分进行扫描，获得弯管的云图；

对云图中的3D点云集合进行矫正处理，将矫正后的3D点云集合调整到正视位置并截图，获得彩色图像；

对彩色图像进行二值化处理，获得二值图，将二值图骨架化；

对骨架化的二值图进行均匀重复选取点坐标，根据选取的点坐标获取像素弯曲半径；

根据像素弯曲半径和比例尺计算弯管弯曲半径；

所述对弯管的弯曲部分进行扫描，获得弯管的云图，包括：

采用三维激光扫描仪扫描弯管的弯曲部分的中性层的一侧，获得弯管的云图；所述对骨架化的二值图进行均匀重复选取点坐标，根据选取的点坐标获取像素弯曲半径，包括：

对骨架化的二值图的二维矩阵进行分析，在弯管上均匀获取三个位置的点坐标作为三角形的三个顶点；

结合三个顶点及两点之间的距离公式求解弯管的像素弯曲半径；

所述结合三个顶点及两点之间的距离公式求解弯管的像素弯曲半径，包括：

根据三个顶点及两点之间的距离公式获得一个像素弯曲半径；

重复在弯管上获取多组点坐标，多组点坐标对应获得多个像素弯曲半径；

获取多个像素弯曲半径的平均值作为最终的像素弯曲半径。

2.根据权利要求1所述的一种测量弯管弯曲半径的方法，其特征在于，所述测量弯管弯曲半径的方法还包括对云图进行降噪处理的步骤，包括：

利用逆向工程软件对云图进行降噪处理，删除背景噪点。

3.根据权利要求1所述的一种测量弯管弯曲半径的方法，其特征在于，所述对云图中的3D点云集合进行矫正处理，将矫正后的3D点云集合调整到正视位置并截图，获得彩色图像，包括：

调整云图中的3D点云集合的颜色显示参数，提高点云的颜色分辨率，为图像处理做准备；

使用CAD命令，将3D点云集合置于正视位置，对3D点云集合进行截图，获得彩色图像。

4.根据权利要求1所述的一种测量弯管弯曲半径的方法，其特征在于，所述对彩色图像进行二值化处理，获得二值图，将二值图骨架化，包括：

对彩色图像进行二值化处理，求补后做闭运算，自动修复三维激光扫描仪扫描缺失的数据，获得二值图；

利用形态学算法将二值图骨架化，获取弯管的骨架，以骨架的弯曲半径代表弯管的弯曲半径。

5.根据权利要求1所述的一种测量弯管弯曲半径的方法，其特征在于，所述两点之间的距离公式为：

像素弯曲半径的求解公式为：

其中，a、b、c为二值图骨架化之后均匀选取的三个点之间的各自距离；x_i，y_i为均匀选取的三个点的坐标值；R为弯管像素弯曲半径。

6.根据权利要求1所述的一种测量弯管弯曲半径的方法，其特征在于，所述比例尺的公式为：

其中，k为比例尺，s为弯管的像素直径，d为实际的弯管直径；

弯管弯曲半径为：

其中，R′为弯管弯曲半径，R为像素弯曲半径。

7.一种测量弯管弯曲半径的系统，其特征在于，包括：

扫描模块，用于对弯管的弯曲部分进行扫描，获得弯管的云图；

截图模块，用于对云图中的3D点云集合进行矫正处理，将矫正后的3D点云集合调整到正视位置并截图，获得彩色图像；

二值处理模块，用于对彩色图像进行二值化处理，获得二值图，将二值图骨架化；

像素计算模块，用于对骨架化的二值图进行均匀重复选取点坐标，根据选取的点坐标获取像素弯曲半径；

半径计算模块，用于根据像素弯曲半径和比例尺计算弯管弯曲半径；

所述对弯管的弯曲部分进行扫描，获得弯管的云图，包括：

采用三维激光扫描仪扫描弯管的弯曲部分的中性层的一侧，获得弯管的云图；所述对骨架化的二值图进行均匀重复选取点坐标，根据选取的点坐标获取像素弯曲半径，包括：

对骨架化的二值图的二维矩阵进行分析，在弯管上均匀获取三个位置的点坐标作为三角形的三个顶点；

结合三个顶点及两点之间的距离公式求解弯管的像素弯曲半径；

所述结合三个顶点及两点之间的距离公式求解弯管的像素弯曲半径，包括：

根据三个顶点及两点之间的距离公式获得一个像素弯曲半径；

重复在弯管上获取多组点坐标，多组点坐标对应获得多个像素弯曲半径；

获取多个像素弯曲半径的平均值作为最终的像素弯曲半径。