Page 195 - 机电自动化在工程机械制造中的应用

第七章 自动化切割及检测技术

的 3D 技术，分别为双目视觉法、激光三角测量法、结构光测量法、飞行时间（Time

of Flight，ToF）测量法。
1. 双目视觉法
双目立体视觉的工作原理与人眼进行深度感知的原理类似。完整的双目立体

视觉系统包括数字图像采集、相机标定、图像预处理和体征提取、图像校正、立
体匹配、三维重建等。
2. 激光三角测量法
激光三角测量法是通过图像采集系统，采集被测物表面漫反射的激光轮廓。

基于设备已知的相对位置，通过算法处理，获得被测物表面的三维轮廓数据，以
还原目标物体三维空间信息。
3. 结构光测量法
结构光测量法是通过光学投射模块将具有编码信息的结构光投射到物体表

面，在被测物表面形成光条图像。图像采集系统可以采集光条图像，通过算法处
理，得出被测物表面的三维轮廓数据，以还原目标物体三维空间信息。
4.ToF 测量法
ToF 测量法是通过给目标连续发射激光脉冲，利用传感器接收在被测平面反

射的光脉冲，计算光脉冲往返时间，得到目标物距离。

三、管道焊口间隙量与错边量的激光视觉检测

供热、供气、原油输送的长输管线野外铺设时，需要管工现场进行管口组对、

定位后，才能进行焊接。管口组对时，由于管口机加工质量、现场施工条件等原
因，使组对形成的焊口，易出现错边、预留间隙不均、局部间隙过大等问题。这
不但大大增加了焊接实施的难度，而且也是焊缝中易出现未焊透、夹渣、条形缺
陷的主要原因。

目前，组对焊口的间隙、错边情况是否达到规范要求，主要靠管工利用工具
尺进行多点抽检，定性的给出判定结果。这种管口组对质量控制方式，不但费时
费力，而且也难以保证管口组对质量的统一性和稳定性。因此，迫切需要发展一
种快速的、非接触的管口组对质量在线检测方法。视觉测量技术作为一种快速的、

非接触的检测方法，近年来得到迅猛发展。吴家勇等人设计了接头间隙宽度视觉
测量系统，提出了基于灰度投影积分的焊缝接头间隙检测算法。薄雪峰等人设计

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