[发明专利]一种核电用锆管直线度测量方法及装置

权利要求书

1.一种核电用锆管直线度测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤:

(1)建立包含相机的锆管直线度测量装置，根据锆管和相机镜头的几何模型，采用两端点连线法的直线度计算方法建立锆管直线度测量数学模型,其中，所述锆管直线度测量装置还包括锆管定位支撑装置，所述锆管定位支撑装置包括至少一安装在测量平台上的带V型槽的定位座和至少一与所述带V型槽的定位座铰接的带V型槽的压紧块，所述带V型槽的压紧块由一压紧块驱动气缸驱动进行翻转，将待检测锆管压紧在所述带V型槽的定位座上，压紧块驱动气缸安装在所述测量平台上；

(2)利用相机采集所述锆管的第一端面图像和第一中间部位图像，提取所述锆管第一端面图像的圆心坐标和第一中间部位图像的圆心坐标；

(3)利用锆管上料装置通过水平直线运动机构和垂直运动机构将所述锆管取出并掉头，利用相机采集所述锆管的第二端面图像和第二中间部分图像，提取所述锆管第二端面图像的圆心坐标和第二中间部位图像的圆心坐标；所述锆管的第一端面和第二端面分别位于所述锆管的两端；在提取所述锆管第二端面图像的圆心坐标和第二中间部位图像的圆心坐标时，需要进行YOZ平面对称处理；

(4)以步骤(2)所提取的第一中间部位图像的圆心坐标为基准，将步骤(3)所提取所述锆管第二端面图像的圆心坐标和所述步骤(2)所提取的第一端面图像的圆心坐标与所述步骤(2)所提取的第一中间部位图像的圆心坐标统一对应起来；

(5)根据步骤(1)建立的锆管直线度测量数学模型，采用步骤(2)提取所述锆管第一端面图像的圆心坐标和第一中间部位图像的圆心坐标以及步骤(3)提取所述锆管第二端面图像的圆心坐标和第二中间部位图像的圆心坐标计算所述锆管的直线度；

所述步骤(1)中的建立包含相机的锆管直线度测量装置，根据锆管和相机镜头的几何模型，采用两端点连线法的直线度计算方法建立锆管直线度测量数学模型的具体方法是：

以锆管的中心轴线为Y轴，以所述锆管直线度测量装置的铅锤方向为Z轴，以所述锆管直线度测量装置的水平方向为X轴建立三维坐标系；

根据所建立的锆管直线度测量装置，采用两端点连线法的直线度计算方法建立锆管直线度测量的数学模型的步骤如下：

建立所述锆管第一端面的圆心和第二端面的圆心之间的空间直线方程(1)如下：

建立计算所述锆管中间部位(X0，Y0，0)到所述锆管第一端面的圆心和第二端面的圆心之间的空间直线的距离的方程(2)如下：

根据成像系统特性建立所述锆管直线度测数学模型的方程(3)如下：

其中，(CX₁，CY₁-CZ₀)和(CX₂，CY₂，CZ₀)为两端口圆心坐标，CZ₀根据锆管实际长度确定；λ为相机相面像元尺寸；δ为成像系统放大倍率；ΔIS_d为图像坐标系中锆管的直线度误差，单位是像素；S_d为锆管世界坐标系下的直线度误差；k为直线特征参数如下：

所述以步骤(2)所提取的第一中间部位图像的圆心坐标为基准，将步骤(3)所提取所述锆管第二端面图像的圆心坐标和第二中间部位图像的圆心坐标与所述步骤(2)所提取的第一中间部位图像的圆心坐标统一对应起来的具体方法如下：

根据所述锆管的几何模型，建立步骤(2)所提取所述锆管第一端面图像的圆心坐标和第一中间部位图像的圆心坐标以及步骤(3)所提取所述锆管第二端面图像的圆心坐标和第二中间部位图像的圆心坐标的对应关系；

根据所述的对应关系，以步骤(2)所提取的所述锆管第一中间部位图像的圆心坐标为基准，确定步骤(3)所提取所述锆管第二端面图像的圆心坐标和所述步骤(2)所提取的第一端面图像的圆心坐标与所述步骤(2)所提取的第一中间部位图像的圆心坐标，其中所述锆管第一中间部位图像的圆心坐标(X₀，Y₀，0)，所述锆管第一端面图像圆心坐标(cx₁，cy₁，-CZ₀)；所述锆管第二端面图像圆心坐标(cx₂-X₁+X₀，cy₂-Y₁+Y₀，CZ₀)，其中，根据锆管的长度确定CZ₀的大小。