[发明专利]一种测量动态回转窑椭圆度的方法

说明书

技术领域

本发明属于测量领域，具体涉及一种测量动态回转窑椭圆度的方法。

背景技术

回转窑是水泥、有色和黑色冶金、化工等工业的重要烧成设备，它的内部工作温度通常都在1300度左右，水泥回转窑占国内回转窑总数的70％以上，直径一般为Φ3.5～8m，长度为48～150m。在长期的生产过程中，筒体内部耐火砖由于物料长期磨损而变薄；筒体由于物料高温烧成工艺产生气体的腐蚀而变薄；另外由于筒体自重产生弯曲变形也会使耐火砖发生脱落，产生“红窑”重大停产事故。窑筒体的椭圆度可以综合反映筒体和衬砖的机械强度变化，是窑正常运行的重要数据。

目前，在国内，虽然有应用超声波测距、激光测距对回转窑筒体椭圆度检测的文章报道，但由于超声波测距误差一般为0.5％,当距离仅为5m时其测量误差就可能高达25mm，而激光测距又由于成本过高，不适于普及使用。在国外，虽然有利物浦公司电子式测量仪、丹麦雷法测窑公司无线式椭圆仪等，但是由于其技术垄断机器价格昂贵。

因此，需要一种新的测量动态回转窑椭圆度的方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够测量动态回转窑椭圆度的方法。

为实现上述发明目的，本发明测量动态回转窑椭圆度的方法可采用如下技术方案：

一种测量动态回转窑椭圆度的方法，采用测量动态回转窑椭圆度的装置，所述测量动态回转窑椭圆度的装置包括特征光源、第一摄像机、第二摄像机和计算机，所述特征光源照射回转窑并在所述回转窑上形成光斑，所述第一摄像机和第二摄像机分别位于所述特征光源的两侧并朝向所述回转窑，所述光斑位于所述第一摄像机和第二摄像机的拍摄范围内，所述第一摄像机和第二摄像机均连接所述计算机，包括以下步骤：

1)、利用特征光源制作光斑，

2)、对所述第一摄像机和第二摄像机进行调焦；

3)、对所述第一摄像机和第二摄像机进行标定，通过标定得到所述第一摄像机和第二摄像机的参数，所述参数包括第一摄像机和第二摄像机的外部参数以及第一摄像机和第二摄像机的内部参数；

4)、利用所述计算机控制所述第一摄像机和第二摄像机同时对所述光斑进行采图，其中，第一摄像机的图像为参考图像，第二摄像机的图像为目标图像；

5)、在第一摄像机的图像中选取计算区域S₁，计算区域S₁为参考图像子区，在第二摄像机的图像上建立搜索区域S₂，搜索区域S₂为目标图像子区，目标图像子区包含变形后的参考图像子区；

6)、获取目标图像子区和参考图像子区中的点的灰度值；

7)、构建形函数，确定参考图像子区与目标图像子区中对应点的位置关系，其中，(x₁,y₁)为参考图像子区中任意像素点的坐标，(x₂,y₂)为目标图像子区中与像素点(x₁,y₁)相对应的像素点的坐标，存在一组映射关系χ使得下式成立：

χ(x₁,y₁)→(x₂,y₂)

f(x₁,y₁)＝g(x₂,y₂)

其中，f(x₁,y₁)表示像素点(x₁,y₁)处的图像亮度，g(x₂,y₂)表示像素点(x₂,y₂)处的图像亮度，映射关系χ即为形函数；其中，形函数χ由下式表示：

其中，u和v分别为变形引起的x和y方向的位移，(x',y')为参考图像子区的中心位置坐标，为变形在x₁和y₁方向上产生的一阶位移梯度；

8)、将步骤7)的形函数参数化，并用向量P'表示，

定义相关函数ρ*'，所述相关函数ρ*'为基于核函数的相关函数，其中，