申请/专利权人：北京科技大学设计研究院有限公司

申请日：2022-01-19

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114414487B

主分类号：G01N21/01

分类号：G01N21/01;G01N21/952

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.05.20#实质审查的生效;2022.04.29#公开

摘要：本发明提供一种二维与三维融合的圆钢表面成像系统，装置包括2D相机、3D相机；所述两种相机各6台在同一平面均匀分布在钢管的一周且一一对应，2D相机与竖直方向的夹角可调，3D相机角度竖直向下，拍摄范围和2D相机基本重合；2D相机成像采用两组分布在相机两侧的绿色环形光源进行照明，光源发光角度与圆钢的法线方向的夹角为20°～40°且采用明暗场照明方式进行二维图像成像；3D相机自带高亮度激光，通过激光三角反射式原理进行三维成像，成像范围覆盖整个钢管表面；本系统针对测量件的不同尺寸，设计有高精度调节机构，自动调整成像系统的高度；圆钢表面成像系统可同时获取圆钢表面的二维与三维图像，有利于提取圆钢表面缺陷特征。

主权项：1.一种二维与三维融合的圆钢表面成像系统，其特征在于，包括机架、2D相机、3D相机和调节机构，在所述机架上安装有所述2D相机和所述3D相机；所述2D相机和3D相机在同一平面均匀分布在钢管的一周且一一对应，所述钢管的法线与所述2D相机和3D相机形成的平面垂直；所述2D相机与圆钢的法线之间的夹角可调，角度在5°～15°之间，所述2D相机成像采用两组环形LED光源进行照明，两组所述环形LED光源分布在所述2D相机的两侧，所述环形LED光源的发光角度与所述圆钢的法线向的夹角为20°～40°且采用明暗场照明方式，所述2D相机采集所述圆钢的二维图像；所述3D相机拍摄范围和2D相机基本重合，激光照明角度竖直向下，钢管通过检测位置时，将激光投射在目标物表面形成漫反射通过激光三角反射式原理进行三维成像，成像范围覆盖整个钢管表面，所述3D相机采集所述圆钢的三维轮廓信息；调节机构调节所述机架的高度，自动调整所述成像系统的高度；所述2D相机为4096pixels高分辨率的线扫描相机，所述2D相机有6台均布安装在2D相机安装固定支架上且相互成60°均匀分布在钢管的一周；所述3D相机有6台均安装在3D相机安装固定支架上，相互成60°均匀分布在钢管的一周；所述2D相机安装固定支架与所述3D相机安装固定支架均安装在所述机架上；所述环形LED光源采用绿色环型光源，光源的照明方式是弧面，两组所述环形LED光源独立频闪照明，两组所述环形LED光源包括环形光源A和环形光源B，所述环形光源A和所述环形光源B切换照明，所述环形光源A与所述圆钢的法线之间的夹角为20°、所述环形光源B与所述圆钢的法线之间的夹角为30°；所述2D相机安装与所述圆钢的法线的角度为5°，所述3D相机分别与两组所述环形光源成25°夹角；所述圆钢表面成像系统还包括激光线投影仪，所述激光线投影仪发出激光，激光角度与圆钢的法线平行，垂直投射于圆钢表面；激光被放大形成一条激光线投射到被测物体表面上，反射光透过高质量成像透镜；激光被投射到二维数字传感器，二维数字传感器记为CMOS，经过计算得到和沿着激光线的位置信息，传感器到被测表面的距离记为竖直方向Z轴，沿着激光线的位置信息记为水平方向X轴；所述3D相机自带激光，所述3D相机发出激光，激光角度与圆钢的法线平行，垂直投射于圆钢表面；激光被放大形成一条激光线投射到被测物体表面上，反射光透过高质量成像透镜；激光被投射到二维数字传感器，经过计算得到传感器到被测表面的距离和沿着激光线的位置信息；所述3D相机获取圆钢表面三维点云数据，钢管在移动过程中，每隔一段距离进行一次轮廓测量，得到一组轮廓表面点云，将这些轮廓表面组成了圆钢表面3D片点云数据，将每片轮廓3D点云组合形成整个钢管表面3D点云，测量出钢管的位移和形状，检测处缺陷的长宽深；所述调节机构包括升降台，所述机架安装在所述升降台上，通过所述升降台自动调整成像系统的高度以适配轧件变径；景深小于200mm，所述2D相机拍摄直径为100mm以下的钢管；2D相机的景深相对较小，调节设备的上升或者下降以改变工作距离，适应钢管的直径变化，工作距离越远则景深相对较大；3D相机的景深相对较大，得以适应钢厂正常生产的直径规格变化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京科技大学设计研究院有限公司 一种二维与三维融合的圆钢表面成像系统

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD