李勇1 周仔涵1 周文杰2 欧其罐1 冯丹艳3
1.华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州 510640;
2. 广东技术师范大学 机电学院,广东 广州 510450;
3. 广东理工学院 智能制造学院,广东 肇庆 526100
Li Yong1 Zhou Zihan1 Zhou Wenjie2 Ou Qiguan1 Feng Danyan3
1. School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640,Guangdong, China;
2. School of Mechatronic Engineering, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou 510450, Guangdong, China;
3. School of Intelligent Manufacturing, Guangdong Technology College, Zhaoqing 526100, Guangdong, China
摘要:
为实现超薄微热管厚度的非接触、自动化检测,提出了一种基于双目结构光与融合约束的超薄微热管厚度检测方法。首先,针对超薄微热管的结构尺寸与表面特性,对外接矩形边长不超过150 mm的超薄微热管构建双目结构光视觉测量系统,通过高精度标定将重投影误差控制在0.08像素以内;其次,采用三频四步相移结构光对被测表面进行编码,基于多频外差原理实现相位阶数与绝对相位的稳定求解;进一步,在极线矫正基础上提出一种融合相位阶数一致性约束与视差连续性约束的立体匹配优化算法,构建联合代价聚合函数,有效提升弱纹理区域的匹配精度与稳定性;最后,依据最小聚合代价逐点计算视差,结合标定参数恢复深度信息,并通过平面拟合实现厚度测量。实验结果表明,系统对标准阶梯块高度测量误差在±0.05 mm内,拟合平面高度标准差不超过0.022 mm,相对误差不超过1.4%,综合不确定度为0.024 mm;对100支超薄微热管进行检测,结果与人工分类一致,进一步对比分析各分类结果的检测数据与人工检测数据,绝对误差为0.011 mm,最大误差不超过0.017 mm;精度方面,该方法的平面拟合标准差较绝对匹配方法降低0.117 mm以上,效率方面,该法的平均用时较窗口匹配方法缩短43.6%,验证了该方法在超薄微热管厚度检测中具有良好的适应性。