[发明专利]一种利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法有效

专利信息
申请号: 202110163089.3 申请日: 2021-02-05
公开(公告)号: CN112945120B 公开(公告)日: 2022-01-18
发明(设计)人: 侯建华;刘雯雯;郭攀;蒋晶;王志;李倩;裴莹 申请(专利权)人: 郑州大学
主分类号: G01B11/16 分类号: G01B11/16
代理公司: 郑州翊博专利代理事务所(普通合伙) 41155 代理人: 付红莉
地址: 450000 河南*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 利用 三维 数字图像 技术 测量 注塑 制品 收缩 方法
【权利要求书】:

1.一种利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)固定光路:固定两个CCD摄像机,调整两个CCD摄像机的夹角,固定光源,使可视化模具型腔内被测量区域光照均匀,打开数字图像测量软件系统,对照屏幕上的采集图像区域来调试CCD摄像机的光圈和对焦,确保拍摄到的测量区域散斑清晰,大小合适;并对光路进行标定;

(2)制备随机散斑:在熔体内添加黑色颗粒,然后向可视化模具型腔内注入含有黑色颗粒的熔体;

(3)图像信息采集:选取熔体完全注入可视化模具型腔的瞬间,由两个CCD摄像机拍摄的图像为初始参考图像,之后持续拍摄的图像作为目标图像;

(4)图像数据存储:将拍摄到的初始参考图像和目标图像经模数转换器转换成数字图像存储于图像采集卡中,同时将图像保存在计算机上,并对图像进行去畸变处理;

(5)图像匹配:根据数字图像的相关系数C进行图像散斑的匹配,式中,f(x,y)是参考图像子区中坐标为(x,y)点的灰度值,x=x0+Δx;y=y0+Δy,(x0,y0)为参考图像子区中心位置坐标;g(x',y')是目标图像子区中对应点(x',y')灰度值,

(x'0,y'0)为目标图像子区的中心位置,x'0=x00,y'0=y00,其中,ξ0,η0是参考图像子区中心点(x0,y0)的视差,ξx,ξy,ηx,ηy是参考图像子区内视差的一阶导数;fm为参考图像子区的灰度均值,gm为目标图像子区的灰度均值,为待定参数矢量;

(6)计算收缩率:利用步骤(5)中获得的匹配图像中散斑的位置坐标与初始参考图像的散斑位置坐标作差值,得到在三维坐标系下平面中散斑的面内位移和离面位移,将面内位移和离面位移进行矢量叠加得到三维坐标系下散斑的位移,对三维坐标系下平面中随机选取的多个散斑点的位移求取均值即得收缩率。

2.根据权利要求1所述的利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法,其特征在于,步骤(1)中标定的方法为:

I.世界坐标系中的一点在CCD摄像机靶面的投影用理想针孔成像模型描述,齐次坐标下表示为式中,s为比例系数,(u,v)为空间点在CCD摄像机理想像平面上的坐标,(xw,yw,zw)T为对应点在世界坐标系中的坐标,R为世界坐标系到CCD摄像机坐标系的旋转扭矩,t为世界坐标系到CCD摄像机坐标系的平移向量,R和t均为CCD摄像机内部参数;A为CCD摄像机内部参数,式中,(u0,v0)为主点坐标,α和β分别为图像在u轴与v轴的焦距参数,λ为图像的歪斜参数;

II.使用经过计算的12×9圆点标定板,拍摄若干张不同姿态下的标定图像,通过识别特征点在左右CCD摄像机中的对应坐标,获得每次拍摄时左CCD摄像机的内外参数Al、Rli、Tli和右CCD摄像机内外参数Ar、Rri、Tri,然后通过非线性最小二乘法优化方法做全局优化,目标函数为式中,为左CCD摄像机第i幅标定图上第j个特征点用非线性模型计算出来的图像坐标,为右CCD摄像机第i幅标定图上第j个特征点用非线性模型计算出来的图像坐标,ml,ij,mr,ij为算法识别的对应特征点的真实图像坐标。

3.根据权利要求2所述的利用三维数字图像技术测量注塑制品收缩率的方法,其特征在于,所述模数转换器为A/D转换器。

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