大型鍛件多目立體視覺(jué)測(cè)量圖像處理方法研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文大型鍛件多目立體視覺(jué)測(cè)量圖像處理方法研究Studyonimageprocessingmethodsinmulti—viewstereovisionmeasurementforlargeforgings學(xué)號(hào)：21304079大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要大型鍛件是我國(guó)重型裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)，體現(xiàn)了國(guó)家制造水平的綜合實(shí)力。為保證工程領(lǐng)域重大裝備中關(guān)鍵零部件在極端服役

2、工況下的物理性能與機(jī)械性能，通常采用鍛造工藝進(jìn)行毛坯件加工制造。然而，受限于我國(guó)大型鍛件的加工制造水平，當(dāng)前鍛造工藝材料利用率低、能耗大，亟需準(zhǔn)確、可靠的測(cè)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(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)大型鍛件熱態(tài)幾何參數(shù)的精確、實(shí)時(shí)測(cè)量是十分困難的。針對(duì)目前雙目立體視覺(jué)測(cè)量難以實(shí)現(xiàn)大型鍛件全局尺寸精確測(cè)量的問(wèn)題，本文提出了多目立體視覺(jué)測(cè)量方法。采用兩組由雙目相機(jī)構(gòu)成的視覺(jué)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(chǎng)重疊區(qū)域投射激光輔助拼接靶標(biāo)準(zhǔn)確求取視覺(jué)傳感器間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，采用拼接技術(shù)將鍛件多視數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到參考坐標(biāo)系下，從而實(shí)現(xiàn)鍛件整體尺寸測(cè)量。本文深入研究大型鍛件多目立體視覺(jué)測(cè)量中圖像處理方法，包括激光光條圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)、圖像對(duì)比度增強(qiáng)和多視數(shù)據(jù)拼接。由于現(xiàn)場(chǎng)煙塵干擾、鍛壓機(jī)遮擋，導(dǎo)致光條圖像模糊或局部缺失，無(wú)法準(zhǔn)確表征鍛件特征，需要進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，識(shí)別出降質(zhì)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(zhì)量與左右圖像相關(guān)質(zhì)量的互參考激光光條圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。鍛造現(xiàn)場(chǎng)激光光條圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法準(zhǔn)確評(píng)價(jià)光條圖像質(zhì)量，提高鍛件測(cè)量效率。針對(duì)光條圖像局部亮度不均，導(dǎo)致鍛件光條特征提取不完整的問(wèn)題，提出將小波變換與限制對(duì)比度自適應(yīng)直方圖均衡化相結(jié)合的光條圖像對(duì)比度增強(qiáng)方法，并進(jìn)行激光光條圖像增強(qiáng)與標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法有效改善光條圖像質(zhì)量，提高鍛件局部特征測(cè)量的精度。將獲取的鍛件多視

5、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一坐標(biāo)系下，需要保證視覺(jué)傳感器之間轉(zhuǎn)換關(guān)系求取的準(zhǔn)確性。本文設(shè)計(jì)投射在視覺(jué)傳感器視場(chǎng)重疊區(qū)域的非正交激光網(wǎng)格靶標(biāo)，以網(wǎng)格交點(diǎn)作為拼接特征點(diǎn)，并提出基于感興趣區(qū)域的拼接特征點(diǎn)高精度提取算法。利用重建的拼接特征點(diǎn)，采用粗拼接與精確拼接結(jié)合的多視數(shù)據(jù)拼接方法，求取拼接轉(zhuǎn)換矩陣。在實(shí)驗(yàn)室86m5m的視場(chǎng)中，拼接誤差在01％以?xún)?nèi)，滿足鍛件測(cè)量要求。在鍛造現(xiàn)場(chǎng)搭建多目立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量方形鍛件平均高度為13251mm，驗(yàn)證了本文提出