[发明专利]一种基于光学的管道快速检测方法

权利要求书

1.一种基于光学的管道快速检测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、去除被测管道表面的锈斑，并喷涂着色渗透探伤剂；

步骤二、在管道表面及周围布置标志点，所述标志点包括非编码标志点和编码标志点，其中非编码标志点直接粘贴在管道表面，编码标志点布置于管道表面及周围； 

步骤三、将标尺平放于管道旁边，标尺的两端是固定好的编码标志点，且两端编码标志点间的距离经过严格的校准； 

步骤四、采用数码相机全方位对被测管道进行拍照，获取包含编码标志点、非编码标志点及标尺的一组照片；

步骤五、运行测量软件，在计算机中导入所拍照片组，进行图像处理，测量出照片组中标志点的二维坐标，然后根据二维坐标计算出所有标志点的空间三维坐标，结果中的非编码标志点点云即构成了被测管道的全局稀疏点模型；

步骤六、采用双目光栅扫描方法，用两部摄像机同步拍摄由投影机投向物体表面的编码条纹，测量软件自动进行立体匹配和三维重建后获得管道表面局部的标志点及密集点云，根据该局部的标志点在全局稀疏点模型的位置完成该局部密集点云的全局坐标对齐；重复采用上述双目光栅扫描方法得到所有已全局坐标对齐的局部密集点云，从而获得有一定数据冗余的管道整体密集点云模型；

步骤七、步骤六得到的管道整体密集点云模型有一定的数据冗余，在进行建模之前先对其进行处理，删除重叠部分点云，并将各局部密集点云进行合并，得到没有数据冗余的管道整体密集点云模型，也即管道测量模型；

步骤八、将管道测量模型与管道CAD设计模型的坐标系对齐，对管道测量模型进行坐标转换；

步骤九、对管道测量模型和管道CAD设计模型进行简单的矢量减运算，得到管道铸件表面每一个位置与管道CAD设计模型的偏差，通过编程实现并以3D的形式显示，或借助商业对比软件根据各个位置和方向的剖面图，生成2D的数据偏差。

2.根据权利要求1所述的基于光学的管道快速检测方法，其特征在于：所述步骤四中全方位对被测管道进行拍照时，设置摄像站位置采用三个依次增加的高度，每个高度均环绕360度，拍摄要求如下：

①以管道三维尺寸中最大值作为拍摄距离正直拍摄；

②使每个标志点被4个以上不同位置的摄像站所拍摄；

③使每个标志点的交会角在60°~120°范围内；

④使每个标志点的入射角小于45°；

⑤使每个摄像站都能拍摄尽量多的标志点，保持相邻摄像站拍摄的照片间有60％以上的重叠和公共点。

3.根据权利要求1或2所述的基于光学的管道快速检测方法，其特征在于所述步骤六具体为：

①将非编码标志点点云表示的管道稀疏点模型数据从测量软件中导出，导入密集点云采集软件中，作为局部密集点云对齐时的参考；

②将双目光栅扫描设备正对管道表面某区域，左右两相机拍摄两张局部照片，根据空间前方交会算法计算出局部标志点的空间相对位置关系；

③调整双目光栅扫描设备与目标相对位置，使得计算出的非编码标志点的数目多于3个；

④移动双目光栅扫描设备，在保证不留缝隙的情况下，逐区域扫描管道表面并自动对齐，得到有一定数据冗余的管道整体密集点云模型。