基于結(jié)構(gòu)光反射的GTAW熔池表面三維形貌檢測.pdf

1、本文研究了一種新型的基于結(jié)構(gòu)光反射法的熔池表面形貌三維檢測方法。該方法將由小功率激光器發(fā)射出的平行結(jié)構(gòu)光條紋投射到熔池表面，經(jīng)熔池鏡面反射到一成像屏上，用攝像機觀察成像屏上的激光反射條紋，條紋的變化反映熔池表面形貌的變化。該方法主要采用了兩種措施來抑制弧光擾：弧光強度隨著距離的增加呈幾何級數(shù)的衰減，而激光由于相干性、方向性好，其強度的衰減微弱，將成像屏置于一合理位置，可以有效抑制弧光；采用濾光技術(shù)減小弧光的干擾。
　　根據(jù)該檢測方

2、法，設(shè)計了一套三維結(jié)構(gòu)光視覺傳感系統(tǒng)。該傳感系統(tǒng)主要由功率為24mW波長685nm的九線結(jié)構(gòu)光激光器、成像屏、中心波長685nm半寬10nm的濾光片、攝像機、DH-VRT-CG210圖象處理卡、計算機等組成。該傳感系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)容易，成本低等特點。利用該傳感系統(tǒng)進行GTAW熔池表面形貌三維傳感實驗，獲得了清晰的激光反射條紋圖像。
　　根據(jù)文中傳感系統(tǒng)特點以及需要標定的參數(shù)，將傳感系統(tǒng)標定分成兩部分：攝像機標定和結(jié)構(gòu)光標定。

3、通過張正友標定法對攝像機的內(nèi)外部參數(shù)進行標定。提出了一種結(jié)構(gòu)光標定算法，利用攝像機標定結(jié)果以及其它測量手段對傳感系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了標定。
　　開發(fā)了激光反射條紋圖像預處理程序。使用了圖象平滑、二值化、邊緣提取、中心線提取等方法去除了圖像噪聲，提取出了相關(guān)特征信息，用于后續(xù)熔池表面形貌三維恢復。
　　提出了一種熔池表面形貌三維恢復算法。根據(jù)實際熔池的特點，獲得了條紋間的匹配關(guān)系，并對像條紋和激光條紋進行離散，獲得成像屏上所接收