一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113959375A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202110979427.0(22)申请日2021.08.25(71)申请人广东技术师范大学地址510630广东省广州市天河区中山大道西293号(72)发明人王志浩彭卓潘思颖刘普京肖苏华王志勇乔明娟吴建毅(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人陈巍雯(51)Int.Cl.G01B11/30(2006.01)G06T7/60(2017.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法(57)摘要本发明公开了一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，包括垂直对中和图像采集两个阶段，垂直对中和图像采集均通过检测系统来完成；与现有技术相比，本发明的塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，包括垂直对中和图像采集两个阶段，通过自动对中阶段使检测系统自动将旋转臂轴心和法兰圆心对齐，以达到3D工业相机的最佳视野和工作距离，在图像采集阶段，旋转臂带动3D工业相机旋转，对目标法兰进行全覆盖式激光线扫描以得到海量点云数据，旋转一周，即可获得激光线扫描区域的点云数据。CN113959375ACN113959375A权利要求书1/3页1.一种塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，包括垂直对中和图像采集两个阶段，垂直对中和图像采集均通过检测系统来完成，检测系统包括检测平台、升降轴、旋转轴、旋转臂、伸缩轴、3D工业相机、驱动组件和控制系统，升降轴设于检测平台上，用于被驱动组件驱动并上升或下降，旋转轴设于升降轴上，用于被驱动组件驱动并旋转，旋转臂的中心与旋转轴连接，并在旋转轴旋转时随旋转轴转动，伸缩轴设于旋转臂的一端，其长度方向的中线与旋转臂长度方向的中线重合，用于被驱动组件驱动并发生伸缩，3D工业相机设于伸缩轴上，控制系统与3D工业相机和驱动组件信号连接，其特征在于，垂直对中阶段包括以下步骤：S1：获取经过目标法兰圆心的竖直线；S2：旋转臂带动3D工业相机在目标法兰的下端摆动，获取目标法兰面下端的一段与竖直线相交的下轮廓线：S3：旋转臂带动3D工业相机在目标法兰的上端摆动，获取目标法兰面上端的一段与竖直线相交的上轮廓线；S4：获取旋转臂上3D工业相机扫描的直径：分别提取S2中的下轮廓线的中点和S3中上轮廓线的中点，两中点的距离即为旋转臂上3D工业相机扫描的直径；S5：获取旋转臂旋转扫描时的旋转中心：分别提取S2中的下轮廓线的中点和S3中上轮廓线的中点，获取两中点的中间位置，该中间位置即为目标法兰的圆心，也即旋转臂旋转扫描时的旋转中心；S6：自动对中：根据S4确定的扫描直径和S5确定的旋转中心，调整检测平台上的升降轴的升降高度和伸缩轴的伸缩距离，实现旋转臂的旋转中心与目标法兰圆心的自动对中。2.根据权利要求1所述的塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，其特征在于，S2的步骤包括：先将检测平台上的升降轴的高度调到最低位置，该位置记为H，此时3D工业相机最低位置距离地面的距离为H1，采集轮廓时3D工业相机以h2的间隔位移进行采集，采集一帧图像的宽度为h3为h2+△t，0＜△t＜0.5mm；S21：第一帧采集旋转臂带动3D工业相机转动，在目标法兰最底部采集第一帧图像，3D工业相机线程采集第一帧后，发送运动到第二个采集位置的信号给控制系统；S22：第二帧采集控制系统接收到运动到第二个采集位置的信号后，检测平台上的升降轴上升h2，到达第二帧采集位置，然后发送采集信号给3D工业相机线程，3D工业相机线程采集第二帧后，发送运动到第三个采集位置的信号给控制系统；S23：第三帧采集控制系统接收到运动到第三个采集位置的信号后，升降轴上升h4，伸缩轴上升h5，其中，h4+h5＝h2，到达第三个采集位置，然后发送采集第三帧信号给3D工业相机线程，3D工业相机线程采集第三帧后，发送运动到第四个采集位置的信号给控制系统；S24：第四帧采集2CN113959375A权利要求书2/3页控制系统接收到运动到第四个采集位置的信号后，伸缩轴上升h6，h6为伸缩轴能再伸展的最大距离，其小于h2，到达第四个采集位置，然后发送采集第四帧信号给3D工业相机线程，3D工业相机线程采集第四帧后，完成目标法兰面下端的一段与竖直线相交的下轮廓线的采集。3.根据权利要求2所述的塔筒法兰平面度检测装备的图像采集方法，其特征在于，S3的步骤包括：S31：第五帧采集3D工业相机线程采集第四帧后，发送运动到第五个采集位置的信号给控制系统，控制系统接收到运动到第五个采集位置的信号后，旋转轴顺时针旋转180°，伸缩轴返回初始位置，升到顶点位置，到达第五个采集位置，然后发送采集第五帧信号给3D工业相机线程，3D工