[发明专利]一种辊压机辊面在线三维成像方法

说明书

本发明公开了一种辊压机辊面在线三维成像方法，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。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。

技术领域

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方法。

背景技术

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金柱钉的方式来保证辊面的耐磨性。

辊压机主要通过两个辊子间的相对转动来对物料施加压力，被粉碎的物料受到挤压形成密实的料床，从两辊下方进入下一道工序，由于粉磨的物料硬度较大，且均具有较大的磨蚀性，因此正常运转一段时间后，辊面柱钉会受到不同程度的磨损，过大的金属杂质还会直接损坏辊面，造成辊面局部甚至大面积剥落。

损毁后的辊面若不及时修补或更换，会造成物料加工不合格便直接进入下一道工序，严重影响产品的质量，辊面的磨损大始终是一个棘手的问题，如果不及时的对辊面进行检测和维护，不仅会导致设备运转率低，还会造成产品质量下降。所以对辊压机辊面进行及时的检测和维修是提高生产质量和生产效率的关键。

传统的辊面检测方法采用基于人眼判断或软绳测量的人工方式，存在效率低、精度差、耗时长、成本高等缺点，无法满足现在工厂大规模的设备检测的需求，因此需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种辊压机辊面在线三维成像方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种辊压机辊面在线三维成像方法，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。

优选地，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；

S22：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。