[发明专利]基于数字孪生的高温红热目标视觉测量场景还原方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的高温红热目标视觉测量场景还原方法，具体包括如下步骤：步骤1，采集硬质塑料的图像，记为Y₁；步骤2，将高温水蒸气机理模型与Y₁进行混叠，得到图像Y₂；步骤3，对步骤2所得的图像Y₂进行线性变换，得到图像Y₃；步骤4，将步骤3所得的图像Y₃与红外噪声进行叠加，得到输出图像图像Y₄。本发明通过数字孪生模型对常温下目标图片高温场景进行还原。

技术领域

本发明属于复杂工业环境下的机器视觉技术领域，涉及基于数字孪生的高温红热目标视觉测量场景还原方法。

背景技术

随着加工工艺的不断升级，高温锻件的加工精度也在不断提高，加工技术需要更多的加工流程以及加工工序，其中机器视觉测量方法由于其非接触、大面积的特点，在高温锻件生产在线测量分析领域具有广阔前景。然而，冗余的加工流程和加工工序均会导致视觉信号随机误差的产生，影响最终的加工精度，而实际中各种限制(成本、时效、节能、环保等)又很难把各种工艺加工情况物理实现，进行测试。因此，迫切需要一种数字仿真模拟的方案。

现如今，数字孪生作为一个新兴的概念被应用到各行各业，因此，如何利用数字孪生技术实现高温红热目标工业环境建模、基于孪生模型进行高温目标三维轮廓高精度检测，具有非常的必要性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数字孪生的高温红热目标视觉测量场景还原方法，该方法通过数字孪生模型对常温下目标图片高温场景进行还原。

本发明所采用的技术方案是，基于数字孪生的高温红热目标视觉测量场景还原方法，具体包括如下步骤：

步骤1，采集硬质塑料图像，记为Y₁；

步骤2，将高温水蒸气机理模型与Y₁进行混叠，得到图像Y₂；

步骤3，对步骤2所得的图像Y₂进行线性变换，得到图像Y₃；

步骤4，将步骤3所得的图像Y₃与红外噪声进行叠加，得到输出图像图像Y₄。

本发明的特点还在于：

步骤1中，采集到的为橘黄色的硬质塑料图像。

步骤2中高温水蒸气机理模型如下公式(1)所示：

其中，f(x)＝[f(λ₁) f(λ₂) f(λ₃)]^T，λ表示光波不同波长，λ₁表示红光、λ₂表示绿光、λ₃表示蓝光，f(x)表示处理完成输出的图像，e(λ)表示光源光谱分布，s(x,λ)表示空间坐标x点处的物体表面对波长为λ的光波的反射率，c(λ)表示成像设备感光函数，c为总介质衰减系数，即光传播一个单位长度损失的能量，a为吸收系数，b为扩散系数，a,b的和等价于总介质衰减系数c。

步骤3中，采用如下公式(2)进行线性变换：

Y₃＝k₁×Y₂+b (2)；

其中，k₁、b均为常数。

步骤4中采用如下公式(3)将图像Y₃与红外噪声进行叠加：