一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，包括底座、丝杠、导向杆、移动台、电机、高度调节机构、支撑板、若干伸缩杆、圆环、若干CCD相机、与CCD相机等数量的激光器以及待检测的管道，所述丝杠横向枢接在底座上，所述导向杆横向设置在底座上，所述移动台螺纹套接在丝杠上且与导向杆滑动适配，所述电机设置在底座上且与丝杠相连，所述高度调节机构设置在移动台上。相较于现有技术，多目视觉既避免了单目视觉中非线性方程的收敛性问题以及深度信息丢失的问题，又有效减少了双目视觉中图像特征匹配的多义性，扩大了有效测量范围。另外，多目视觉测量是一种冗余技术，使得测量系统更加安全可靠，测量精度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置
本技术涉及管道尺寸监测
，具体为一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置。
技术介绍
目前，管道类、轴类零件尺寸偏差检测方法可分为三大类，分别为机械方法、光学方法和其它方法。机械方法主要有大型外径千分尺法、内径千分尺法、π尺法、弦高法、滚轮法、卡钳式方法等。其原理简单、检测成本低，主要依赖人眼读取数据，因此多次测量结果的重复性较差，且量具本身由于温度和机械方面的原因极易变形而引入测量误差，因此检测精度相对较低。另外，由于测量大直径零件时量具也较为笨重，因此操作较为费力、费时，不能满足在位测量的需求。视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴检测技术，其利用计算机视觉研究成果，重点研究物体的几何尺寸及物体在空间位姿的三维测量技术，目前市场上也有使用单个视觉传感器对工件进行视觉检测的先例，但是在对大尺寸工件进行视觉检测的过程中，由于视场的范围有限，使用单个视觉传感器往往无法覆盖整个工件，导致部分信息缺失从而无法实现对大尺寸工件的检测。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本技术提供了一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。(二)技术方案为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，包括底座、丝杠、导向杆、移动台、电机、高度调节机构、支撑板、若干伸缩杆、圆环、若干CCD相机、与CCD相机等数量的激光器以及待检测的管道，所述丝杠横向枢接在底座上，所述导向杆横向设置在底座上，所述移动台螺纹套接在丝杠上且与导向杆滑动适配，所述电机设置在底座上且与丝杠相连，所述高度调节机构设置在移动台上，所述支撑板设置在高度调节机构上，且高度调节机构能够带动支撑板升降，若干所述伸缩杆横向设置在支撑板的侧部，所述圆环设置在伸缩杆远离支撑板的侧部，若干所述CCD相机、若干激光器设置在圆环的内圈上且绕其中心等角度，所述CCD相机、激光器交替布置，所述CCD相机、激光器与管道的外圈相对应。优选的，所述伸缩杆包括套筒、连杆，所述套筒的一端固定连接在支撑板上，所述连杆横向滑动伸缩适配在套筒上，所述连杆远离套筒的一端与圆环相连。优选的，所述连杆上沿着其长度方向等间距开设有若干定位孔，所述套筒上螺纹连接有与定位孔相对应的固定栓。优选的，所述支撑板上横向设置有激光对准仪，所述激光对准仪与管道的轴线相对应。优选的，所述高度调节机构包括螺杆以及滑杆，所述螺杆竖向枢接在移动台上，所述滑杆竖向设置在移动台上，所述螺杆竖向穿过支撑板并与其螺纹连接，所述滑杆竖向穿过支撑板并与其滑动连接，所述螺杆的顶端设置有摇轮。优选的，所述CCD相机与激光器的数量均为四个。(三)有益效果本技术提供了一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置。具备以下有益效果：1、该基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，在待测量管道外环布置若干(≥3)台高精度CCD相机，在测量过程中其位置是固定的，根据被测管道尺寸和相机焦距、视场等情况合理布局这些相机，其中2个或3个相机为一组。多个激光器组成特征点投影系统，将一圈高精度的激光圆点投影在被测管道外表面，以此作为被测件的截面圆特征点。最后，将多个分组的测量结果通过坐标转换实现数据拼接，完成被测管道截面圆的三维重建与尺寸偏差测量，相较于现有技术，多目视觉既避免了单目视觉中非线性方程的收敛性问题以及深度信息丢失的问题，又有效减少了双目视觉中图像特征匹配的多义性，扩大了有效测量范围。另外，多目视觉测量是一种冗余技术，使得测量系统更加安全可靠，测量精度更高。附图说明图1为本技术的轴测图；图2为本技术的高度调节机构示意图；图3为本技术的监测示意图。图中：1底座、2丝杠、3导向杆、4移动台、5电机、6支撑板、7螺杆、8滑杆、9套筒、10连杆、11定位孔、12固定栓、13圆环、14CCD相机、15激光器、16激光对准仪、17管道。具体实施方式本技术实施例提供一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，如图1-3所示，包括底座1、丝杠2、导向杆3、移动台4、电机5、高度调节机构、支撑板6、若干伸缩杆、圆环13、若干CCD相机14、与CCD相机14等数量的激光器15以及待检测的管道17。底座1安装在管道17的加工车床上，并与管道17横向对应。丝杠2横向枢接在底座1上，导向杆3横向设置在底座1上，移动台4螺纹套接在丝杠2上且与导向杆3滑动适配，电机5设置在底座1上且与丝杠2相连，电机5的驱动带动移动台4横向移动，高度调节机构设置在移动台4上，支撑板6设置在高度调节机构上，且高度调节机构能够带动支撑板6升降，根据管道17的直径来调节支撑板6的高度，使圆环13处于管道17的轴线位置。四个伸缩杆横向设置在支撑板6的侧部，圆环13设置在伸缩杆远离支撑板6的侧部，四根伸缩杆绕圆环13中心等角度分布。CCD相机14与激光器15的数量均为四个。四个CCD相机14、四个激光器15设置在圆环13的内圈上且绕其中心等角度，CCD相机14、激光器15交替布置，CCD相机14、激光器15与管道17的外圈相对应。CCD相机14、激光器15与终端服务器相连，CCD相机14将监测到的数据传输至终端服务器上。在待测量管道17外环布置若干(≥3)台高精度CCD相机14，在测量过程中其位置是固定的，根据被测管道17尺寸和相机焦距、视场等情况合理布局这些CCD相机14，其中2个或3个CCD相机14为一组。多个激光器15组成特征点投影系统，将一圈高精度的激光圆点投影在被测管道17外表面，以此作为被测件的截面圆特征点。最后，将多个分组的测量结果通过坐标转换实现数据拼接，完成被测管道17截面圆的三维重建与尺寸偏差测量，相较于现有技术，多目视觉既避免了单目视觉中非线性方程的收敛性问题以及深度信息丢失的问题，又有效减少了双目视觉中图像特征匹配的多义性，扩大了有效测量范围。另外，多目视觉测量是一种冗余技术，使得测量系统更加安全可靠，测量精度更高。如图1所示，伸缩杆包括套筒9、连杆10，套筒9的一端固定连接在支撑板6上，连杆10横向滑动伸缩适配在套筒9上，连杆10远离套筒9的一端与圆环13相连。伸缩杆用于调节圆环13的横向长度，使其能够伸入管道17的端部进行监测。连杆10上沿着其长度方向等间距开设有若干定位孔11，套筒9上螺纹连接有与定位孔11相对应的固定栓12。具体调节圆环13的横向长度时，先将固定栓12拧出，然后拉动连杆11至合适的长度后，再将固定栓12拧入对应的定位孔11中。支撑板6上横向设置有激光对准仪16，激光对准仪16与管道17的轴线相对应。利用激光对准仪16来调节圆环13的高度，当圆环13高度在调节过程中，激光对准仪16对准管道17的中心轴线时，停止调节。如图2所示，高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，其特征在于：包括底座(1)、丝杠(2)、导向杆(3)、移动台(4)、电机(5)、高度调节机构、支撑板(6)、若干伸缩杆、圆环(13)、若干CCD相机(14)、与CCD相机(14)等数量的激光器(15)以及待检测的管道(17)，所述丝杠(2)横向枢接在底座(1)上，所述导向杆(3)横向设置在底座(1)上，所述移动台(4)螺纹套接在丝杠(2)上且与导向杆(3)滑动适配，所述电机(5)设置在底座(1)上且与丝杠(2)相连，所述高度调节机构设置在移动台(4)上，所述支撑板(6)设置在高度调节机构上，且高度调节机构能够带动支撑板(6)升降，若干所述伸缩杆横向设置在支撑板(6)的侧部，所述圆环(13)设置在伸缩杆远离支撑板(6)的侧部，若干所述CCD相机(14)、若干激光器(15)设置在圆环(13)的内圈上且绕其中心等角度，所述CCD相机(14)、激光器(15)交替布置，所述CCD相机(14)、激光器(15)与管道(17)的外圈相对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，其特征在于：包括底座(1)、丝杠(2)、导向杆(3)、移动台(4)、电机(5)、高度调节机构、支撑板(6)、若干伸缩杆、圆环(13)、若干CCD相机(14)、与CCD相机(14)等数量的激光器(15)以及待检测的管道(17)，所述丝杠(2)横向枢接在底座(1)上，所述导向杆(3)横向设置在底座(1)上，所述移动台(4)螺纹套接在丝杠(2)上且与导向杆(3)滑动适配，所述电机(5)设置在底座(1)上且与丝杠(2)相连，所述高度调节机构设置在移动台(4)上，所述支撑板(6)设置在高度调节机构上，且高度调节机构能够带动支撑板(6)升降，若干所述伸缩杆横向设置在支撑板(6)的侧部，所述圆环(13)设置在伸缩杆远离支撑板(6)的侧部，若干所述CCD相机(14)、若干激光器(15)设置在圆环(13)的内圈上且绕其中心等角度，所述CCD相机(14)、激光器(15)交替布置，所述CCD相机(14)、激光器(15)与管道(17)的外圈相对应。


2.根据权利要求1所述的一种基于多目立体视觉的大型管道尺寸偏差在位监测装置，其特征在于：所述伸缩杆包括套筒(9)、连杆(10)，所述套筒(9)的一端固定连接在支撑板(6)上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁鹏哲，余箫，张启元，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33