[发明专利]一种高精度非接触式管径测量方法及装置

权利要求书

1.一种高精度非接触式管径测量方法，在被测管材横截面的径向方向上设置与被测管材具有相似投影边界的第一挡板与第二挡板，所述第一挡板与第二挡板分别设置于被测管材的两侧，所述的被测管材轴心线、第一挡板、第二挡板之间共面， 其特征在于：

1）使用平行光准直系统对被测管材、第一挡板、第二挡板进行垂直方向投影，该投影成像在像屏上，

2）使用CCD图像采集系统采集被测管材、第一挡板、第二挡板投影于像屏上的数字灰度图像;

3）对采集的数字灰度图像管径垂直方向做微分处理，分别找出第一挡板边界与被测管材的边界位置，第二挡板边界与被测管材的边界位置;

4）通过数字散斑相关算法分别计算第一挡板投影边界与被测管材相似投影边界处的像素距离、第二挡板投影边界与被测管材相似投影边界处的像素距离;

5）根据图像采集系统放大倍数、第一挡板投影边界与被测管材相似投影边界处的像素距离、第二挡板投影边界与管径相似投影边界处的像素距离计算被测管直径。

2.根据权利要求1所述的高精度非接触式管径测量方法，其特征在于：被测管材置于第一挡板与第二挡板的中心任意位置，第一挡板、第二挡板、被测管材中心在同一平面上。

3.根据权利要求2所述的高精度非接触式管径测量方法，其特征在于：采集的数字灰度图像灰度等级不小于256。

4.根据权利要求1所述的高精度非接触式管径测量方法，其特征在于：通过移动被测管材一定距离，利用数字相关算法计算被测管材在CCD上平移像素数，计算像移动单位像素对应物移动距离，即系统放大倍数。

5.根据权利要求3所述的高精度非接触式管径测量方法， 其特征在于：CCD图像采集系统前设置有远心成像物镜。

6.根据权利要求5所述的高精度非接触式管径测量方法， 其特征在于：远心成像物镜的物平面不同位置对应物像放大倍数一致。

7.根据权利要求2所述的高精度非接触式管径测量方法，其特征在于：与被测管材具有相似投影边界的第一挡板与第二挡板上靠近被测管材一侧各有一个半圆形边界。

8.根据权利要求1~7之一所述的高精度非接触式管径测量方法，其特征在于：通过相关算法计算第一挡板投影边界与被测管材相似投影边界处的像素距离，第二挡板投影边界与被测管材相似投影边界处的像素距离，被测管材直径，其中K为CCD图像采集系统放大倍数，D为第一挡板边缘与第二挡板边缘的实测距离。

9.根据权利要求8所述的高精度非接触式管径测量方法，其特征在于：放置好被测管材，采集其投影数字图像，投影平面内沿管材轴线垂直方向移动被测管材x，采集移动后数字图像，对两幅数字图像中被测管材上边缘或下边缘进行数字散斑相关运算，计算两幅数字图像中被测管材移动像素数y，则系统放大倍数。

10.一种高精度非接触式管径测量装置，由平行光准直系统、像屏，CCD图像采集系统组成，其特征在于：使用权利要求7所述的高精度非接触式管径测量方法进行测量；第一挡板与第二挡板均设置为标准圆柱，

平行光准直系统发出的平行光光轴为水平方向，在平行光准直系统与像屏之间垂直光轴的水平方向上还设置有一对V形支架；所述一对V形支架上V形槽底连线水平且垂直于光轴；所述的一对V形支架上设置与V形槽底连线平行的所述标准圆柱，所述标准圆柱分别固定于所述一对V形支架的正上方和正下方；平行光准直系统出射的平行光垂直入射至固定于所述一对V形支架的正上方和正下方的标准圆柱，实时的将所述标准圆柱的像投影在像屏上，所述CCD图像采集系统用于采集被测管材以及所述标准圆柱在像屏上的投影。