[发明专利]一种便携式弯管测量装置和方法

权利要求书

1.一种便携式弯管测量装置，用于管路测量，其特征在于，包括双目视觉模组、管端适配器和多个管轴适配器，所述管端适配器分别用于固定连接在待测管路的端部，多个所述管轴适配器分别用于装夹在所述待测管路的两端之间的管轴上，其中：

所述管端适配器包括端面定位部、轴向定位部和第一固定单元，所述端面定位部和所述轴向定位部相互垂直地连接在所述第一固定单元上，所述第一固定单元用于与所述待测管路固定连接，所述端面定位部与所述待测管路的轴线垂直，所述轴向定位部穿过所述待测管路的轴线，且在所述端面定位部和所述轴向定位部上分别设有多个标识点；

所述管轴适配器包括第二固定单元和两个面板，两个所述面板上分别设有多个标识点，且两个所述面板相互呈预定角度地连接以使得两个所述面板上的标识点能够同时被所述双目视觉模组识别，所述第二固定单元用于将所述待测管路包裹在两个所述面板之间。

2.根据权利要求1所述的便携式弯管测量装置，其特征在于，所述第一固定单元包括卡盘、卡爪驱动机构和多个定位卡爪，其中所述卡爪驱动机构设置在所述卡盘内，多个所述定位卡爪连接在所述卡爪驱动机构上以通过所述卡爪驱动机构驱动多个所述定位卡爪卡紧在所述待测管路的内壁上或者夹紧在所述待测管路的外壁上；所述轴向定位部的底部设有圆柱销，所述圆柱销与所述待测管路的轴线同轴且所述圆柱销定位连接在所述卡盘上。

3.根据权利要求1所述的便携式弯管测量装置，其特征在于，在所述待测管路的两端之间装夹的多个管轴适配器满足以下要求：在所述待测管路的每一直线段上至少装夹一个所述管轴适配器，在所述双目视觉模组进行拍摄时的同一视野区域内至少包含两个相邻的所述管轴适配器。

4.一种弯管测量方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的便携式弯管测量装置对待测管路进行测量，包括以下步骤：

S1：对所述双目视觉模组进行标定；

S2：在所述待测管路的端部分别配备所述管端适配器，并对所述管端适配器进行标定；

S3：根据预设要求在所述待测管路的两端之间的管轴上配备多个所述管轴适配器；

S4：沿所述待测管路的延伸方向移动所述双目视觉模组，以采用所述双目视觉模组在不同位置采集带有所述管轴适配器或者同时带有所述管轴适配器和所述管端适配器的图像，其中每相邻的两个位置处采集的两幅图像之间有公共的视野区域，且在公共的视野区域内至少包括一个所述管轴适配器；

S5：对所述双目视觉模组中采集到的所述管轴适配器或者同时带有所述管轴适配器和所述管端适配器的图像进行标识点识别，并对标识点进行匹配、重建；

S6：将不同位置处所述双目视觉模组在步骤S5中重建的管轴适配器标识点和管端适配器标识点匹配对齐，以将所有管轴适配器标识点和所有管端适配器标识点统一到同一坐标系，再将统一到同一坐标系的所述管端适配器标识点和标定完成的所述管端适配器进行对齐；

S7：根据在同一坐标系下的所有管轴适配器标识点和对齐后的所有管端适配器标识点，重建得到所述待测管路的整体结构模型。

5.根据权利要求4所述的弯管测量方法，其特征在于，步骤S2中对所述管端适配器进行标定的步骤具体包括：

S21：将所述管端适配器的轴向定位部沿着所述待测管路的轴线旋转，采集包含所述管端适配器的至少5幅图像，其中采集各幅图像时所述轴向定位部分别旋转至不同角度；

S22：重建所述管端适配器上的标识点的空间坐标；

S23：判断步骤S22中重建的标识点的数量是否满足要求，如果不满足要求，则返回步骤S21；如果满足要求，则执行步骤S24；

S24：对所述标识点进行拟合，并建立几何关系。

6.根据权利要求5所述的弯管测量方法，其特征在于，步骤S24具体包括：建立所述轴向定位部分别位于不同角度时所述管端适配器上的标识点的位置关系，通过所述轴向定位部上的标识点的各个位置拟合所述待测管路的轴线(L0)，通过所述端面定位部上的标识点拟合所述端面定位部的平面(P0)，根据所述轴线(L0)与所述平面(P0)建立所述管端适配器的坐标系，并得到所述待测管路的管端面中心点在所述管端适配器的坐标系中的坐标。