大型鍛件多目立體視覺測量圖像處理方法研究.pdf

1、碩士學位論文大型鍛件多目立體視覺測量圖像處理方法研究Studyonimageprocessingmethodsinmulti—viewstereovisionmeasurementforlargeforgings學號：21304079大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要大型鍛件是我國重型裝備制造業(yè)的基礎，體現(xiàn)了國家制造水平的綜合實力。為保證工程領域重大裝備中關鍵零部件在極端服役

2、工況下的物理性能與機械性能，通常采用鍛造工藝進行毛坯件加工制造。然而，受限于我國大型鍛件的加工制造水平，當前鍛造工藝材料利用率低、能耗大，亟需準確、可靠的測量方法獲取鍛件的幾何參數(shù)，用以合理規(guī)劃鍛造工藝、提高加工精度。在復雜的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下實現(xiàn)大型鍛件熱態(tài)幾何參數(shù)的精確、實時測量是十分困難的。針對目前雙目立體視覺測量難以實現(xiàn)大型鍛件全局尺寸精確測量的問題，本文提出了多目立體視覺測量方法。采用兩組由雙目相機構成的視覺傳感器，分別從不同視角

3、采集表征鍛件尺寸特征的激光光條圖像，并重建鍛件多視數(shù)據(jù)，在視場重疊區(qū)域投射激光輔助拼接靶標準確求取視覺傳感器間的轉換關系，采用拼接技術將鍛件多視數(shù)據(jù)轉換到參考坐標系下，從而實現(xiàn)鍛件整體尺寸測量。本文深入研究大型鍛件多目立體視覺測量中圖像處理方法，包括激光光條圖像質量評價、圖像對比度增強和多視數(shù)據(jù)拼接。由于現(xiàn)場煙塵干擾、鍛壓機遮擋，導致光條圖像模糊或局部缺失，無法準確表征鍛件特征，需要進行圖像質量評價，識別出降質圖像。本文分析激光光條圖像

4、灰度分布特性，建立綜合考慮單幅圖像質量與左右圖像相關質量的互參考激光光條圖像質量評價模型。鍛造現(xiàn)場激光光條圖像質量評價實驗結果表明，該方法準確評價光條圖像質量，提高鍛件測量效率。針對光條圖像局部亮度不均，導致鍛件光條特征提取不完整的問題，提出將小波變換與限制對比度自適應直方圖均衡化相結合的光條圖像對比度增強方法，并進行激光光條圖像增強與標準件測量實驗。實驗結果表明，該方法有效改善光條圖像質量，提高鍛件局部特征測量的精度。將獲取的鍛件多視

5、數(shù)據(jù)轉換到同一坐標系下，需要保證視覺傳感器之間轉換關系求取的準確性。本文設計投射在視覺傳感器視場重疊區(qū)域的非正交激光網格靶標，以網格交點作為拼接特征點，并提出基于感興趣區(qū)域的拼接特征點高精度提取算法。利用重建的拼接特征點，采用粗拼接與精確拼接結合的多視數(shù)據(jù)拼接方法，求取拼接轉換矩陣。在實驗室86m5m的視場中，拼接誤差在01％以內，滿足鍛件測量要求。在鍛造現(xiàn)場搭建多目立體視覺測量系統(tǒng)，測量方形鍛件平均高度為13251mm，驗證了本文提出