基于双ccd的锻件尺寸测量的研究

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1、第37卷，增刊红外与激光工程2008年4月Vol.37SupplementInfraredandLaserEngineeringApr.2008基于双CCD的锻件尺寸测量的研究胡春海，刘斌，郑龙江（燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室，河北秦皇岛066004）摘要：针对大型锻件尺寸的在线测量问题，提出一种基于双CCD的立体视觉测量方法。设计了大空间内立体视觉传感器的优化配置模型，介绍了所使用的大视场、远距离条件下摄像机模型及其标定方法。为提高测量的精度，考虑了摄像机镜头的径向畸变和切向畸变的影响。最后描述了以实物进行立体视觉尺寸测量的实验方法，实验结果表明：立体视觉测量方法实用有效

2、，具有方便快捷，简单可靠的特点。关键词：尺寸测量；大型锻件；立体视觉；摄像机标定中图分类号：TH741文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(几何量)-0011-04DimensionalmeasurementofheavyforgingbasedondoubleCCDHUChun-hai,LIUBin,ZHENGLong-jiang(HeBeiProvinceKeyLaboratoryofTest/MeasurementTechnologyandInstrumentYanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China)Abstract:T

3、hispaperfocusontheproblemofon-linedimensionalmeasurementofheavyforging.Anewstereo-visionsystembasedondoubleCCDispresented.Thecameramodelandthecalibrationmethodusedinthesystemisdesignedwhichsuitedforfarrangeandlargescaledimensionalmeasurement.Forahighaccuracy,bothradialandtangentialdistortioncompo

4、nentsareconsideredinthecameras.Thecalibrationmethodisproposedabletogiveaccurateestimationofparametersofcamera.Attheend,asimulationexperimentusedoursystemisdescribed,whichprovedthatthesystemhaveagoodperformancefortheapplication.Keywords:Dimensionalmeasurement;Heavyforging;Stereo-vision;Calibration

5、0引言针对大尺寸测量问题，一般采用导轨测量方法，但是长导轨本身的生产加工就很难，而且在锻件锻造大型锻件尺寸测量是锻件生产过程中的关键技术过程中不可能架设导轨。参考文献[1,2]将CCD引入环节。大型锻件体积庞大，装卸、搬运困难，难以将到测量系统当中，但同时要求增加激光器等辅助设它们放置在测长机、三坐标测量仪等仪器上精确测量。备，系统结构比较复杂。参考文献[3]提出以单线阵实际测量时，主要采用机械式量具，这些量具体积大，CCD摄像机进行远距离测量，通过物像比常数K测笨重，需要数人同时操作或借助起吊装置在千余度的量锻件的绝对尺寸，但是通过实验标定的常数K的高温下测量。测量的误差大，周期长，材

6、料损耗严重。实际可靠性将对测量结果产生很大的影响。针对大型铸锻件制造关键性技术的研究，对于提高我文中在分析国内外文的献基础上，提出了一种基国重大装备的制造能力有着至关重要的意义。于双CCD的立体视觉尺寸测量系统。利用计算机立收稿日期：2008-04-22作者简介：胡春海(1966-)，男，黑龙江哈尔滨人，教授，博士生导师，主要从事机器视觉检测方向的研究。Email:fred-hu@ysu.edu.cn12红外与激光工程：高精度几何量光电测量与校准技术第37卷体视觉技术，根据三角测量原理，在不借助任何辅助⎡αγu0⎤设备的条件下，由双CCD摄像传感器完成被测物体⎢⎥A=0βv(2)的图像采

7、集，通过计算机软件系统对被测物体进行几⎢0⎥⎢⎣001⎥⎦何图形轮廓识别和特征匹配，充分依靠测量现场的场景信息完成几何结构的三维重构。系统具有大视场式中：(,)uv是摄像机的主点；α和β是水平和竖00下，远距离，非接触的特点。自动化程度好，测量精直两个方向的焦距，γ为表征像素行列夹角的扭曲系度较高，能够完成大型工件的在线尺寸测量任务。数。理想模型下；(,)uv在图像中央，α=β，γ=0。002.2镜头畸变1测量系统的组成为了得到精确