[发明专利]一种测量弯管弯曲半径的方法及系统

说明书

本发明公开了一种测量弯管弯曲半径的方法及系统，其中方法包括：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。本发明利用图像处理，对现有技术进行改进，不仅保留了利用三维激光扫描技术检测弯管弯曲半径的精度，还大幅的缩减了利用逆向工程软件对点云数据处理所要花费的时间，可广泛应用于弯管加工检测领域。

技术领域

本发明涉及弯管加工检测领域，尤其涉及一种测量弯管弯曲半径的方法及系统。

背景技术

金属弯管具有较好的塑性变形能力，在满足轻量化要求的同时，还具有一定的机械强度，因而被广泛的应用与生产生活的各个领域。随着科技的发展与进步，在一些高科技领域，例如航空航天、汽车、船舶等对于弯管的精度有了更高的要求。金属弯管在弯曲成型之后由于内应力的存在，会发生回弹的现象，为了校准弯管的弯曲半径，提高弯管的弯曲精度，如何能够准确快速的检测弯管的弯曲半径，成为了现阶段急需解决的问题。与此同时，数控弯管技术如果想要在柔性制造领域有所突破，就需要在金属管材弯曲成形原理以及弯管回弹规律等方面有所研究。那么采用一种快速准确检测弯管弯曲半径的方法也是十分必要的。

目前通过手持式自定位三维激光扫描仪扫描弯管的3D数据，通过逆向工程软件对采集的数据点进行处理，可以得到较为准确的弯曲半径。但是其仍存在较多的问题，例如：采集的数据较为庞大，且易丢失重要数据点，在逆向工程软件中，处理数据较为复杂，通常需要人为的选取弯管内外侧多个数据点进行计算，不仅耗费大量时间，其精度受主观因素影响，存在很大的随机误差。

近些年，把基于立体视觉的三维检测技术应用于测量弯管的弯曲半径的方法有了一定的发展，现有技术提出利用相机对管路成像，再建立映射关系构造的参数化数学模型去计算弯管的弯曲半径。这种方法较三维激光扫描成像存在很多不确定因素，图像质量易受到外部复杂多变的环境影响，且数学模型的建立较为复杂，计算繁琐，对于研究弯管弯曲成型原理、以及研究弯管回弹规律还需要一种更加准确、快速的检测方法。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种测量弯管弯曲半径的方法及系统。

本发明所采用的技术方案是：

一种测量弯管弯曲半径的方法，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。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，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；