[发明专利]使用CCD摄像头在线测量大口径无缝钢管外径的方法及装置

权利要求书

1.一种使用CCD摄像头在线测量大口径无缝钢管外径的装置，其特征在于：有两个CCD摄像头分别设置在大口径无缝钢管轧制线上方，在大口径无缝钢管轧制线上方分别设置两个背景灯箱，两个CCD摄像头分别与两个背景灯箱相配合，两个CCD摄像头与两个背景灯箱装在测量框架上，两个CCD摄像头分别与两个背景灯箱连接现场操作箱，场操作箱连接RS-422通信电缆或光纤，通信电缆或光纤连接在中心站的工控机；测量框架上配有冷却循环水系统和压缩空气管道和220V交流净化电源。

2.根据权利要求1所述的使用CCD摄像头在线测量大口径无缝钢管外径的方法，其特征在于：

根据双目立体视觉测量原理：本项目拟采用两个CCD镜头对管材同时进行测量，两个CCD就像人的双眼，可以形成立体视觉，这样就可以得到足够的信息判断被测管子位置变化，从而修正基于管子位置变化所引起的几何误差，修正和消除距离变化对测量的影响；

(1)成像的几何关系

物像公式：1l′+1l=1f]]>

式中f为焦距，l为物距，l’为像距；

物距：l=(bB+1)f]]>

式中B为物面宽度，b为像面上探测器宽度；

(2)双镜头立体视角对物距变化引起误差的修正

B为物宽，b为像宽，l为物距，Δl为被测物在CCD1光轴上的位置变化，Δb为物距变化导致在CCD1上的像宽变化量；

当被测钢管位置变化时，CCD1物距的变化量Δl可由CCD2的中心位变化量Δl’求得：

Δl＝Δl’/sinθ

根据成像公式可算出像宽的变化量：

Δb＝Δl*(b+B)/l

现场标定方法

采用二维散点插值原理，在工控机高速运算能力的基础上，对外径的计算结果进行修正；即调用Matlab软件中的griddata插值函数完成复杂的数学计算。