一种辊压机辊面在线三维成像装置与方法.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CN110288545A(43)申请公布日2019.09.27(21)申请号201910569032.6(22)申请日2019.06.27(71)申请人深圳易朴科技有限公司地址518055广东省深圳市南山区留仙大道4093号南山云谷创新产业园4栋307(72)发明人倪章勇辛斌杰王益亮(74)专利代理机构北京劲创知识产权代理事务所(普通合伙)11589代理人陆滢炎(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T7/00(2017.01)G06T17/00(2006.01)G06T19/00(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种辊压机辊面在线三维成像装置与方法(57)摘要本发明公开了一种辊压机辊面在线三维成像装置与方法，包括主控装置、辊压机辊面、步进电机、丝杠导轨、图像采集器，所述丝杠导轨安装在辊压机辊面的前方，且与辊压机辊面所在辊轮的轴线平行，所述图像采集器由一个双目相机和一个线性激光扫描器组成，所述图像采集器安装在丝杠导轨上，所述丝杠导轨与步进电机连接。本发明能够在辊压机工作状态下精确的对辊面进行三维重建，并对重建的数据进行测量，当发现辊面损毁严重的情况时，及时发出警报，提醒维护人员尽早对辊面进行修复，从而提高设备的运转率，降低维护成本，间接提高产品质量，能够适应恶劣的工作环境，对烟尘、噪音等因素具有很强的抗干扰性。CN110288545ACN110288545A权利要求书1/1页1.一种辊压机辊面在线三维成像装置，包括主控装置(1)、辊压机辊面(7)、步进电机(4)、丝杠导轨(6)、图像采集器(5)，其特征在于，所述丝杠导轨(6)安装在辊压机辊面(7)的前方，且与辊压机辊面(7)所在辊轮的轴线平行，所述图像采集器(5)由一个双目相机(8)和一个线性激光扫描器(9)组成，所述图像采集器(5)安装在丝杠导轨上，所述丝杠导轨(6)与步进电机(4)连接，所述主控装置(1)和步进电机(4)连接，所述主控装置(1)和辊压机辊面(7)连接，且主控装置(1)和辊压机辊面(7)之间的线路上设有行程开关(2)，所述双目相机(8)连接有计算机(3)。2.根据权利要求1所述的一种辊压机辊面在线三维成像装置与方法，其特征在于，所述双目相机(8)分别位于线性激光扫描器(9)的两侧且相互平行放置，三者皆正对辊压机辊面(7)。3.一种辊压机辊面在线三维成像方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：系统标定；通过一个特定标定物对双目视觉系统进行标定，求解出双目相机的内参和外参；S2：局部点云重建；通过一对线激光照射的辊面图片，恢复单条线激光照射区域辊面的三维点云；S3：点云拼接；双目相机以指定速度在丝杠导轨上左右移动，并以一定帧率拍摄辊面图相对，每对图像恢复单条线激光的三维坐标，需要将多条线状点云拼接成面，其次，重建算法重建时，辊面以一定的角速度转动，需要将多圈扫描数据拼接成一个完整的辊面数据。4.根据权利要求3所述的一种辊压机辊面在线三维成像方法，其特征在于，在S2中，所述局部点云重建步骤还进一步包含如下步骤：S21：畸变矫正；由于相机镜片形状和相机内部组装误差的影响，双目相机在成像过程中会产生一定的径向畸变和切向畸变,所以需要通过相机标定得到的畸变参数对图像进行矫正，使之完全符合相机成像几何模型；S22：立体矫正；根据视差恢复辊面三维点云的前提是双目相机两个成像平面完全的行对准，由于硬件安装过程存在的误差，所以需要通过立体矫正算法来实现两相机平面绝对的行对准；S23：激光中心线提取；激光条纹在左右图像中有一定的宽度，为了提高测量系统的精度，需要准确的提取线激光条纹的中心线像素坐标；S23：立体匹配；根据极线矫正可以实现左右图像的行对准，线激光是竖直的，通过查找每一行两幅图像激光中心线所在的位置即可实现两幅图像对应位置的匹配；S24：三维坐标计算；立体匹配完成后即可计算两幅图像激光中心对应的视差，然后根据三角测量原理计算出线激光照射区域的空间点的坐标。5.根据权利要求3所述的一种辊压机辊面在线三维成像方法，其特征在于，S3中，所述点云拼接部分的实现需要在场景视角内固定四个标志点，每对图像都可以计算这四个标志点的空间坐标，根据这四个已知的空间坐标，将点云转换到一个统一的世界坐标系下，实现线点云的拼接。2CN110288545A说明书1/5页一种辊压机辊面在线三维成像装置与方法技术领域[0001]本发明涉及辊压机技术领域，尤其涉及一种辊压机辊面在线三维成像装置与方法。背景技术[0002]辊压机广泛运用于建材水泥、冶金矿山、化工生产等行业，具有高效、节能、环保等优点，常用于对钢渣、铁矿石、石英矿等坚硬物料进行碾磨，其辊面通常采用镶嵌硬质合