[发明专利]一种三维弯管多相机视觉检测方法及其系统

摘要

本发明公开了一种三维弯管多相机视觉检测方法及其系统，包括下述步骤步骤S1，多相机标定；步骤S2，弯管图像采集；步骤S3，弯管边缘识别；步骤S4，弯管二维中心线检测；步骤S5，弯管三维中心线重建；步骤S6，弯管参数计算。通过上述操作步骤，本发明为加工后弯管的尺寸检测提供了一种快速、准确的量测方法，不仅操作方便，自动化程度高，而且测量结果准确、可靠。

主权项

一种三维弯管多相机视觉检测方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤S1，多相机标定：在测量视场中布置多个标志点，对多个相机的内部参数和外部参数进行全局标定，所述标志点包括环形的编码标志点和圆形的非编码标志点；步骤S2，弯管图像采集：在弯管周围布置高频LED光源，使用多个相机从不同方位同步拍摄以获得弯管在同一位姿的原始弯管图像；步骤S3，弯管边缘识别：对于上述原始弯管图像，识别所述弯管的边缘；步骤S4，弯管二维中心线检测：根据S3获得的弯管边缘，在原始弯管图像上搜索并计算弯管中心线；步骤S5，弯管三维中心线重建：根据摄影测量多相机三维重建原理，计算弯管中心点的三维坐标；步骤S6，弯管参数计算：根据S5计算的结果，利用最小二乘法拟合计算弯管直管段的中心线、圆弧段的半径及拐点参数；其中，当计算所述拐点时：将相邻直管段中心线的公垂线的中点做为拐点，令计算得到的相邻两直管段的中心线的方向向量分别为：V1＝(a1，b1，c1)和V2＝(a2，b2，c2)，则两直管段中心线可表示为：直线直线公式(2)和(3)中，t为实数空间任一自变量，令M、N分别为直线l1和l2上的点，设M＝(x1+a1η，y1+b1η，z1+c1η)，N＝(x2+a2ξ，y2+b2ξ，Z2+c2ξ)，若为直线l1和l2的公垂线段，则即(a1a2+b1b2+c1c2)η-(a12+a12+a12)ξ=a1(x1-x2)+b1(y1-y2)+c1(z1-z2)(a12+a12+a12)η-(a1a2+b1b2+c1c2)ξ=a2(x1-x2)+b2(y1-y2)+c2(z1-z2)---(4)]]>对式(4)进行求解可得η和ξ的值，也即求出了M、N两点的坐标值，则的中点Pc表示为：Pc＝(M+N)/2      (5)Pc即为弯管的拐点，弯管有n个圆弧段，就有n个拐点；其中，所述步骤S3至少包括如下步骤：S301：利用图像与背景相减将所述原始弯管图像中的特征与背景分开；具体地，将采集的弯管图像与背景图像进行灰度相减，使待测的弯管区域与图像背景分割开；S302：识别弯管的边缘并保存边缘点的二维图像坐标；其中，对于所述步骤S4，基于边缘的法向量，在原始弯管图像上搜索并计算弯管中心线以剔除弯管端部可能产生的错误点。