用于确定冶金容器的3D信息和修改的系统和方法技术方案

用于确定冶金容器(50)的内部部分(55)或修改的3D信息(90)，特别是点云(80)或3D表面重建(81)或3D对象(82)的方法、成像系统(5)、数据处理装置(60)和系统(10)，该方法包括如下步骤：提供(100)冶金容器(50)；由第一成像装置(20)从具有第一光轴(23)的冶金容器(50)外侧的第一成像装置位置(22)捕获(110)冶金容器(50)的至少一个第一内部部分(51)的第一光学图像(21)；由第二成像装置(30)从具有第二光轴(33)的冶金容器(50)外侧的第二成像装置位置(32)捕获(120)冶金容器(50)的至少一个第二内部部分(52)的第二光学图像(31)；至少从第一光学图像(21)和第二光学图像(31)计算(130)冶金容器(50)的至少一个内部部分(55)的3D信息(90)，诸如点云(80)或3D表面重建(81)或3D对象(82)，其中，第一光学图像(21)从具有第一固定光轴(23)的第一固定成像装置位置(22)捕获，以及其中，第二光学图像(31)从具有第二固定光轴(33)的第二固定成像装置位置(32)捕获。(33)的第二固定成像装置位置(32)捕获。(33)的第二固定成像装置位置(32)捕获。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定冶金容器的3D信息和修改的系统和方法
[0001]本专利技术涉及用于确定和修改冶金容器的3D信息的系统和方法。特别地，本专利技术涉及用于确定冶金容器的表面重建并且允许确定诸如此类容器在特定使用之后的耐火材料磨损的修改的系统和方法。
[0002]冶金容器通常包括钢壳内侧的耐火衬里。耐火衬里起到隔热的作用，并且它例如在冶金容器内侧的热熔融金属的处理和运输期间保护钢壳。在处理或运输步骤期间，通常耐火衬里会磨损。该磨损导致冶金容器的内部部分中(内侧)的耐火衬里的修改表面(modified surface)。在EP2558816B1中公开了用于测量耐火衬里磨损的系统，其中激光扫描仪用于获得衬里的轮廓。WO03/081157A1中公开了一种在操纵器上使用立体矩阵相机的测量系统。
[0003]专利技术人已经意识到，获得3D信息，如冶金容器的(特别是内部)表面的重建是非常需要的。通常，冶金容器的此类3D信息可用于许多应用，诸如确定磨损或确定剩余壁厚等。这些值对于冶金容器的使用安全性很重要。对于可靠的确定，例如出于诸如防止爆发的安全原因，基于获得的3D信息，该3D信息必须示出高精度和再现性。因此，激光扫描仪无法在可比较的时间内提供如此高的精度，因为采用此类扫描仪必须随后测量所有点，当增加测量点的数量时，这会导致增加的测量时间。本专利技术允许对非常大量的测量点进行可再现和快速的确定。特别地，本专利技术使得能够以高精度和在短时间内获得冶金容器的大的内部部分(或甚至整个内部部分)的3D信息。
[0004]因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于确定冶金容器的3D信息或修改的系统和方法，而3D信息或修改可以在短时间内重复获得，而3D信息或修改具有高精度。在另一目的中，3D信息或修改可以包含大量测量点。本专利技术的另一个目的是提供一种允许确定用于冶金容器的使用的安全相关因素的系统和方法。
[0005]该目的通过根据权利要求1所述的用于确定冶金容器的内部部分的3D信息的方法来实现。
[0006]该目的通过根据权利要求2所述的用于确定冶金容器的内部部分的3D信息的修改的方法来实现。
[0007]该目的通过根据权利要求9所述的用于确定冶金容器的内部部分的修改或3D信息的成像系统来实现。
[0008]该目的通过根据权利要求12所述的用于确定冶金容器的内部部分的3D信息的数据处理装置来实现。
[0009]该目的通过根据权利要求13所述的用于确定冶金容器的内部部分的修改的数据处理装置来实现。
[0010]该目的通过根据权利要求14的用于确定冶金容器的内部部分的修改或3D信息的系统来实现。
[0011]本专利技术的核心思想是提供来自冶金容器外侧的不同成像装置位置的冶金容器的至少两个光学图像，并计算冶金容器的3D信息或修改。
[0012]在本专利技术的第一实施例中，该目的通过提供一种用于确定冶金容器的内部部分的
3D信息，特别是点云或3D表面重建或3D对象的方法来实现，该方法包括以下步骤：
[0013]‑
提供冶金容器；
[0014]‑
由第一成像装置从具有第一光轴的冶金容器外侧的第一成像装置位置捕获冶金容器的至少一个第一内部部分的第一光学图像；
[0015]‑
由第二成像装置从具有第二光轴的冶金容器外侧的第二成像装置位置捕获冶金容器的至少一个第二内部部分的第二光学图像；
[0016]‑
至少从第一光学图像和第二光学图像计算冶金容器的至少一个内部部分的3D信息，诸如点云或3D表面重建或3D对象；
[0017]‑
其中，第一光学图像从具有第一固定光轴的第一固定成像装置位置捕获，以及其中，第二光学图像从具有第二固定光轴的第二固定成像装置位置捕获；
[0018]‑
可选地：存储冶金容器的至少一个内部部分的3D信息。
[0019]在本专利技术的第二实施例中，该目的通过提供一种用于确定冶金容器的内部部分的修改的方法来实现，包括以下步骤：
[0020]‑
提供冶金容器；
[0021]‑
由第一成像装置从具有第一光轴的冶金容器外侧的第一成像装置位置捕获冶金容器的至少一个第一内部部分的第一光学图像；
[0022]‑
由第二成像装置从具有第二光轴的冶金容器外侧的第二成像装置位置捕获冶金容器的至少一个第二内部部分的第二光学图像；
[0023]‑
至少从第一光学图像和第二光学图像计算冶金容器的至少一个内部部分的3D信息，诸如点云或3D表面重建或3D对象；
[0024]‑
基于计算的3D信息与冶金容器的先前存储的3D信息的比较，确定冶金容器的至少一个内部部分的修改；
[0025]‑
其中，第一光学图像从具有第一固定光轴的第一固定成像装置位置捕获，以及其中，第二光学图像从具有第二固定光轴的第二固定成像装置位置捕获；
[0026]‑
可选地：基于确定的冶金容器的至少一个内部部分的修改生成输出。
[0027]在本专利技术的第三实施例中，该目的通过提供一种成像系统来实现，该成像系统用于确定冶金容器的内部部分的修改或3D信息，特别是点云或3D表面重建或3D对象，该成像系统包括：
[0028]‑
第一成像装置，用于从具有第一光轴的冶金容器外侧的第一成像装置位置捕获冶金容器的至少一个第一内部部分的第一光学图像；
[0029]‑
第二成像装置，用于从具有第二光轴的冶金容器外侧的第二成像装置位置捕获冶金容器的至少一个第二内部部分的第二光学图像；
[0030]‑
连接到第一成像装置和第二成像装置的数据交换装置，该数据交换装置被编程为：
[0031]‑
从第一成像装置接收第一光学图像；
[0032]‑
从第二成像装置接收第二光学图像；
[0033]‑
优选地向根据第四实施例的数据处理装置发送第一光学图像；
[0034]‑
优选地向根据第四实施例的数据处理装置发送第二光学图像；
[0035]‑
可选地：优选地从数据处理装置接收基于确定的修改或3D信息的输出；
[0036]其中，
[0037]‑
用于捕获第一光学图像的第一成像装置安装在具有第一固定光轴的第一固定成像装置位置处；
[0038]‑
以及其中，用于捕获第二光学图像的第二成像装置安装在具有第二固定光轴的第二固定成像装置位置处。
[0039]在本专利技术的第四实施例中，该目的通过提供一种用于确定冶金容器(50)的内部部分的3D信息，特别是点云或3D表面重建或3D对象的数据处理装置来实现，该数据处理装置被编程为：
[0040]‑
从根据第三实施例的成像系统接收冶金容器的至少一个第一内部部分的第一光学图像；
[0041]‑
从根据第三实施例的成像系统接收冶金容器的至少一个第二内部部分的第二光学图像；
[0042]‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定冶金容器(50)的内部部分(55)的3D信息(90)的方法，所述3D信息特别是点云(80)或3D表面重建(81)或3D对象(82)，包括以下步骤：
‑
提供(100)冶金容器(50)；
‑
由第一成像装置(20)从具有第一光轴(23)的所述冶金容器(50)外侧的第一成像装置位置(22)捕获(110)所述冶金容器(50)的至少一个第一内部部分(51)的第一光学图像(21)；
‑
由第二成像装置(30)从具有第二光轴(33)的所述冶金容器(50)外侧的第二成像装置位置(32)捕获(120)所述冶金容器(50)的至少一个第二内部部分(52)的第二光学图像(31)；
‑
至少从所述第一光学图像(21)和所述第二光学图像(31)计算(130)所述冶金容器(50)的至少一个内部部分(55)的3D信息(90)，诸如点云(80)或3D表面重建(81)或3D对象(82)；其特征在于，
‑
所述第一光学图像(21)从具有第一固定光轴(23)的第一固定成像装置位置(22)捕获，并且其中，所述第二光学图像(31)从具有第二固定光轴(33)的第二固定成像装置位置(32)捕获。2.一种用于确定冶金容器(50)的内部部分(55)的修改的方法，包括以下步骤：
‑
提供(200)冶金容器(50)；
‑
由第一成像装置(20)从具有第一光轴(23)的所述冶金容器(50)外侧的第一成像装置位置(22)捕获(210)所述冶金容器(50)的至少一个第一内部部分(51)的第一光学图像(21)；
‑
由第二光学成像装置(30)从具有第二光轴(33)的所述冶金容器(50)外侧的第二成像装置位置(32)捕获(220)所述冶金容器(50)的至少一个第二内部部分(52)的第二光学图像(31)；
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至少从所述第一光学图像(21)和所述第二光学图像(31)计算(230)所述冶金容器(50)的至少一个内部部分(55)的3D信息(90)，诸如点云(80)或3D表面重建(81)或3D对象(82)；
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基于计算的3D信息(90)与所述冶金容器(50)的先前存储的3D信息(90)的比较，确定(240)所述冶金容器(50)的至少一个内部部分(55)的修改；其特征在于，
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所述第一光学图像(21)从具有第一固定光轴(23)的第一固定成像装置位置(22)捕获，并且其中，所述第二光学图像(31)从具有第二固定光轴(33)的第二固定成像装置位置(32)捕获。3.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，所述第一光学图像(21)中的所述冶金容器(50)的所述至少一个第一内部部分(51)和所述第二光学图像(52)中的所述冶金容器(50)的所述至少一个第二内部部分(52)重叠，优选地，相对于任一捕获的光学图像的总图像内容，重叠的区域至少为50％。4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，由同步的成像装置在1000毫秒内，优选地在500毫秒内，更优选地在250毫秒内完成捕获光学图像(21、31)，诸如捕获所述第一光学图像(21)和所述第二光学图像(31)的步骤。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，诸如所述第一成像装置(20)和所述第二成像装置(30)的成像装置没有安装在可移动的机械手或机器人的可移动臂上。6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，捕获(210)第一光学图像(21)由校准的第一成像装置(20)完成，并且捕获(220)第二光学图像(31)由校准的第二光学成像装置(30)完成。7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，从所述冶金容器(50)到最近的成像装置(20、30)的最小距离在3m至30m的范围内。8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中，所述第一成像装置位置(22)和所述第二成像装置位置(32)的距离与从所述冶金容器(50)到最近的成像装置(21、31)的距离之间的比率在0.03到0.7，优选在0.06到0.4之间，更优选在0.1到0.3之间的范围内。9.一种用于确定冶金容器(50)的内部部分(55)的修改或3D信息(90)的成像系统(5)，所述3D信息特别是点云(80)或3D表面重建(81)或3D对象(82)，包括：
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第一成像装置(20)，用于从具有第一光轴(23)的所述冶金容器(50)外侧的第一成像装置位置(22)捕获所述冶金容器(50)的至少一个第一内部部分(51)的第一光学图像(21)；
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第二成像装置(30)，用于从具有第二光轴(33)的所述冶金容器(50)外侧的第二成像装置位置(32)捕获所述冶金容器(50)的至少一个第二内部部分(52)的第二光学图像(31)；
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连接到所述第一成像装置(20)和所述第二成像装置(30)的数据交换装置(61)，所述数据交换装置(61)被编程为：
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从所述第一成像装置(20)接收所述第一光学图像(21)；
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗密苏菲，
申请(专利权)人：里弗雷克特里知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：