【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及計算機視覺檢測，具體涉及一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法及系統。
技術介紹
1、大型高溫鍛件是制造石油化工、船舶、電力及航空航天等關鍵領域所需的重要毛坯部件，它們通常源自十幾噸乃至幾百噸的巨型鋼錠，在加熱至1200～1400℃的高溫后，通過自由鍛加工工藝精心打造而成。為確保自由鍛鍛件鍛造后的尺寸精準，必須在鍛壓過程中實施高溫鍛件的尺寸測量。目前，主流的測量方法仍依賴于接觸式手段，這要求操作人員需親自手持測量工具，近距離接觸熾熱的鍛件以獲取數據。然而，鑒于大型高溫鍛件具有強烈的熱輻射，測量人員靠近時往往會遭受強烈的炙烤感，不得不借助手臂或安全帽等防護措施遮擋面部，以保護眼睛免受高溫灼傷，并力求在這樣的條件下迅速完成測量任務。但這種接觸式測量方法，在應對自由鍛造工藝產生的大型高溫鍛件時，往往難以保證較高的測量精度。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，提出一種采用雙目視覺系統來測量形狀近似長方形的大型高溫鍛件長度，特別適用于重量達十幾噸乃至幾百噸的此類鍛件；其具備高精度與計算過程穩定的優點。
2、根據本公開實施例的第一個方面，提供了一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，包括以下步驟：
3、獲取高溫鍛件表面的水平方向光條圖像和豎直方向光條圖像；
4、提取水平方向光條圖像的亞像素中心，經匹配和三維重建后，在水平方向光條三維重建點云上確定高溫鍛件的左邊緣和右邊緣；
5、提取豎直方向光條圖像的亞像素中心，經匹配和三維
6、將左邊緣、右邊緣、上邊緣和下邊緣投影在豎直方向光條三維重建點云擬合的平面上，分別得到上邊緣投影點擬合直線、下邊緣投影點擬合直線與左邊緣投影點擬合直線、右邊緣投影點擬合曲線交點間的距離；兩距離的均值為高溫鍛件長度。
7、在其中一個實施例中，使用雙目視覺組成的高溫鍛件圖像采集系統，在高溫鍛件暫時處于靜止狀態時，拍攝投射在高溫鍛件表面的水平方向光條圖像和豎直方向光條圖像。
8、在其中一個實施例中，所述高溫鍛件表面的水平方向光條spi，在左圖像和右圖像中分別用spli和spri表示；獲取光條spli和spri的亞像素中心，并分別按照其橫坐標值由小到大的順序排序；排序后，左圖像中光條spli的亞像素中心用c_spli(kli)表示，右圖像中光條spri的亞像素中心用c_spri(kri)表示；其中，為左圖像中光條spli的亞像素中心數量，為右圖像中光條spri的亞像素中心數量；
9、在左圖像中按光條spli亞像素中心c_spli(kli)的存儲順序逐個取亞像素中心點，利用極線約束法在c_spri(kri)中確定匹配點，三維重建匹配點對后得到光條spli的三維點云p_spi(kmi)；三維點云p_spi(kmi)所在坐標系為世界坐標系owxwywzw。其中，為光條spi的三維點云數量。
10、在其中一個實施例中，在光條spi三維重建的點云p_spi(kmi)上，獲取高溫鍛件左邊緣和右邊緣對應三維點pl_spi和pr_spi的步驟如下：
11、利用光條spi三維重建的點云p_spi(kmi)擬合平面plane_p_spi，將三維點云p_spi(kmi)投影在擬合平面plane_p_spi上，投影點用p2d_spi(kmi)表示；
12、按二維點p2d_spi(kmi)的存儲順序取wt個點，用四次多項式表示的曲線擬合提取的點；按存儲順序得到第wq個點p2d_spi(wq)的曲率，若曲率大于設定值qwq則停止計算，該點對應的三維點為光條spi的右邊緣pr_spi，三維點p_spi(1)為光條spi的左邊緣pl_spi。
13、在其中一個實施例中，所述高溫鍛件表面的豎直方向光條szj，在左圖像和右圖像中分別用szlj和szrj表示；獲取光條szlj和szrj的亞像素中心c_szlj和c_szrj，并將每個光條的亞像素中心按縱坐標值由大到小的順序排序；按存儲順序逐個取左圖像中光條szlj的亞像素中心c_szlj，使用極線約束法在右圖像szrj的亞像素中心c_szrj中確定匹配點，三維重建匹配點對得到豎直方向光條的三維點云，用p_szj(knj)表示，其中，knj＝1,2,3,…,nknj，nknj為光條szj亞像素中心三維重建后的點云數量；點云p_szj(knj)所在坐標系為世界坐標系owxwywzw；則p_szj(1)為光條szj的上邊緣pu_szj，為光條szj的下邊緣點pd_szj。
14、在其中一個實施例中，利用豎直方向光條的三維點云p_szj(knj)擬合平面plane_sz，在擬合平面plane_sz內建立坐標系onxnyn，坐標原點on為世界坐標系的原點ow在擬合平面plane_sz上的投影，xn軸和yn軸為世界坐標系的xw軸和yw軸在擬合平面的投影線。
15、在其中一個實施例中，將三維點云中的左邊緣pl_spi和右邊緣pr_spi投影在平面plane_sz上，投影點分別用tpl_spi和tpr_spi表示；左邊緣tpl_spi擬合直線用ll表示，右邊緣tpr_spi用三次多項式表示的擬合曲線cr；
16、將三維點云中的上邊緣p?u_szj和下邊緣p?d_szj投影在平面plane_sz上，投影點分別用tpu_szj和tpd_szj表示；在平面plane_sz內，上邊緣tpu_szj擬合直線用lu表示，下邊緣擬合直線用ld表示；
17、直線ll與直線lu和直線ld的交點分別用plu和pld表示，曲線cr與直線lu和直線ld的交點分別用pcu和pcd表示；交點plu和pcu間的距離用l1表示，交點pld和pcd間的距離用l2表示；高溫鍛件的長度用l表示，l取l1和l2之和的均值，即l＝(l1+l2)/2。
18、根據本公開實施例的第二個方面，提供了一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的系統，包括：
19、圖像獲取模塊，用于獲取高溫鍛件表面的水平方向光條圖像和豎直方向光條圖像；
20、左右邊緣提取模塊，用于提取水平方向光條圖像的亞像素中心，經匹配和三維重建后，在水平方向光條三維重建點云上確定高溫鍛件的左邊緣和右邊緣；
21、上下邊緣提取模塊，用于提取豎直方向光條圖像的亞像素中心，經匹配和三維重建后，在豎直方向光條三維重建點云上確定高溫鍛件的上邊緣和下邊緣；
22、長度計算模塊，將左邊緣、右邊緣、上邊緣和下邊緣投影在豎直方向光條三維重建點云擬合的平面上，分別得到上邊緣投影點擬合直線、下邊緣投影點擬合直線與左邊緣投影點擬合直線、右邊緣投影點擬合曲線交點間的距離；兩距離的均值為高溫鍛件長度。
23、根據本公開實施例的第三個方面，提供了一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現所述的一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法。...
【技術保護點】
1.一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，使用雙目視覺組成的高溫鍛件圖像采集系統，在高溫鍛件暫時處于靜止狀態時，拍攝投射在高溫鍛件表面的水平方向光條圖像和豎直方向光條圖像。
3.根據權利要求1所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，所述高溫鍛件表面的水平方向光條SPi，在左圖像和右圖像中分別用SPLi和SPRi表示；獲取光條SPLi和SPRi的亞像素中心，并分別按照其橫坐標值由小到大的順序排序；排序后，左圖像中光條SPLi的亞像素中心用C_SPLi(kLi)表示，右圖像中光條SPRi的亞像素中心用C_SPRi(kRi)表示；其中，為左圖像中光條SPLi的亞像素中心數量，為右圖像中光條SPRi的亞像素中心數量；
4.根據權利要求3所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，在光條SPi三維重建的點云P_SPi(kmi)上，獲取高溫鍛件左邊緣和右邊緣對應三維點PL_Spi和PR_Spi的步驟如下：
6.根據權利要求5所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，利用豎直方向光條的三維點云P_SZj(knj)擬合平面Plane_SZ，在擬合平面Plane_SZ內建立坐標系ONXNYN，坐標原點ON為世界坐標系的原點OW在擬合平面Plane_SZ上的投影，XN軸和YN軸為世界坐標系的XW軸和YW軸在擬合平面的投影線。
7.根據權利要求6所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，將三維點云中的左邊緣PL_Spi和右邊緣PR_Spi投影在平面Plane_SZ上，投影點分別用TPL_Spi和TPR_Spi表示；左邊緣TPL_Spi擬合直線用lL表示，右邊緣TPR_Spi用三次多項式表示的擬合曲線CR；
8.一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的系統，其特征在于，包括：
9.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現權利要求1-7任一項所述的一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現權利要求1-7任一項所述的一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，使用雙目視覺組成的高溫鍛件圖像采集系統，在高溫鍛件暫時處于靜止狀態時，拍攝投射在高溫鍛件表面的水平方向光條圖像和豎直方向光條圖像。
3.根據權利要求1所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，所述高溫鍛件表面的水平方向光條spi，在左圖像和右圖像中分別用spli和spri表示；獲取光條spli和spri的亞像素中心，并分別按照其橫坐標值由小到大的順序排序；排序后，左圖像中光條spli的亞像素中心用c_spli(kli)表示，右圖像中光條spri的亞像素中心用c_spri(kri)表示；其中，為左圖像中光條spli的亞像素中心數量，為右圖像中光條spri的亞像素中心數量；
4.根據權利要求3所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，在光條spi三維重建的點云p_spi(kmi)上，獲取高溫鍛件左邊緣和右邊緣對應三維點pl_spi和pr_spi的步驟如下：
5.根據權利要求1所述一種獲取近似長方形大型高溫鍛件長度的方法，其特征在于，所述高溫鍛件表面的豎直方向光條szj，在左圖像和右圖像中分別用szlj和szrj表示；獲取光條szlj和szrj的亞像素中心c_szlj和c_szrj，并將每個光條的亞像素中心按縱坐標值由大到小的順序排序；按存儲順序逐個取左圖像中光條szlj的亞像素中心c_szlj，使用極線約束法在右圖像szrj的亞像素中心c_szr...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王邦國，鄭新毅，魏曦初，孫麗，李建，王珍，杜劍明，邱立鵬，何榮國，
申請(專利權)人：大連大學，
類型：發明
國別省市：
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