[发明专利]一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法

权利要求书

1.一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法，其特征在于：一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法具体是按以下步骤进行的：

步骤一、采用圆点标定板，进行多幅图标定与畸变校正，并极线校正，得出双目相机内外参数及相对位姿；

步骤二、根据工件长度，自动计算高精度滑台行进轨迹，双目相机分段拍摄被测工件，获取图像；

步骤三、将图像预处理，获取ROI；

步骤四、利用边缘提取算法，对获取ROI进行边缘提取；

步骤五、利用SAD算法，找出左右相机特征对应点；

步骤六、基于图像特征进行拼接，并结合高精度滑台的运动轨迹分析，进行校验；

步骤七、利用边缘轮廓，对特征位置求取3D壁厚；

步骤八、检验该测量方法鲁棒性及检验测量结果是否满足一致性要求。

2.根据权利要求1所述的一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法，其特征在于：步骤二中根据工件长度，自动计算高精度滑台行进轨迹，双目相机分段拍摄被测工件，获取图像。具体为，高像素双目相机重复视野小，为应对长度、特征复杂的柔性橡胶工件，控制自动高精度滑台行进轨迹与双目相机外触发，将柔性橡胶工件块划区域拍摄，获取拼接所需图像。同时，记录高精度滑台走过的轨迹长度，为接下来基于图像特征拼接，提供可校验的数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法，其特征在于：步骤五中利用SAD算法，利用SAD算法，找出左右相机特征对应点。对准后的左右视图图像的对应像素块的对应像素差的绝对值进行求和：

其中，d∈[d_min，d_max]，式中的d_min和d_max可以通过两幅图像中空间中同一点在两幅图像中出现的最大最小值求出，规定视差搜索区域的长度为1＝d_max-d_min+1。当为一个点在整个视差搜索区域内计算相似度后，使用最小或最大度量值时的视差作为该点的匹配点。

4.根据权利要求1所述的一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法，其特征在于：步骤六中基于图像特征进行拼接，并运用控制高精度滑台的运动轨迹分析，进行校验，其具体过程如下：

(1)将边缘检测算法提取出的XLD进行极值提取，提取出每一组轮廓中的特征点位置信息；

(2)根据提取出的特征点坐标信息和精确控制高精度滑台运动距离关系，将两幅图像中同一特征点坐标信息进行匹配。通过提取出的特征点信息，使用空间转换算法，将冗余部分裁去，将两幅图像中的相同特征点进行结合，完成整体图像拼接工作；

(3)根据精确控制高精度滑台移动距离，将距离转化为像素坐标系中像素值，与截取的冗余部分比较，数值相同，即拼接成功。

5.根据权利要求1所述的一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法，其特征在于：步骤七中利用边缘轮廓，对特征位置求取3D壁厚。由于柔性橡胶工件，易发生变形，在计算特征点3D壁厚时采取遍历的方法，具体过程如下：

(1)将双目相机中同一位置的特征点坐标信息，结合双目相机内参与相对位姿，得出图上任意一点的实际空间X、Y、Z坐标。

(2)以柔性橡胶工件右边缘特征点为基准，其坐标为(x₁，y₁，z₁)，在左边缘找到与x₁相同点，并提取上下各N个点的xyz坐标，共2N+1个点坐标。

(3)利用遍历上述2N+1个点，将其坐标依次带入公式(x_n，y_n，z_n)，得出Thick_min即为该特征点的3D壁厚。

6.根据权利要求1所述的一种基于SAD立体匹配和高精度设备协同的柔性橡胶工件3D壁厚提取方法，其特征在于：步骤八中检验该测量方法鲁棒性及检验测量结果是否满足一致性要求，其具体步骤如下：

(1)将不同型号柔性橡胶工件，按步骤操作，检验是否能完整拼接；

(2)将同一工件，连续检测8～10次，检验同一个特征点的组数值的极差，一致性是否达到±0.03，则该方法有效。