一种基于深度相机的卷板机卷板曲率半径和厚度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于深度相机的卷板机卷制卷板曲率半径测量方法，通过第一深度相机获取未卷板的卷板机的正面图像，并通过第一深度相机获取卷板时的卷板机的正面图像，两者图像作差，获取当前卷板的正面图像，并通过坐标系转换，获取当前卷板的正面图像在世界坐标系中的表示，并筛选出在世界坐标系中x＝x0平面上的点，并选取其中任意三点获取卷板的圆心坐标，并根据圆心坐标和选出的任一点的坐标获取卷板的曲率半径，从而无需再人工测量卷板的曲率半径，实现自动智能检测卷板的曲率半径，提升检测卷板曲率半径的精准度和检测效率。本发明专利技术还公开了一种基于深度相机的卷板机卷制卷板厚度测量方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于深度相机的卷板机卷板曲率半径和厚度测量方法
本专利技术涉及卷板曲率半径和厚度检测
，特别涉及一种基于深度相机的卷板机卷板曲率半径测量方法和一种基于深度相机的卷板机卷板厚度测量方法。
技术介绍
传统的卷板机在测量卷制的钢板的曲率半径和厚度时是通过人工测量，这样不仅在精度上得不到保证，也拖慢了效率更有可能造成人员的受伤。其中，申请号为201710723436.7的装置设计一套新的机械装置去测量钢板的曲率半径，避免了传统的用尺子测量的不便。但是该方法还是需要人工测量，每卷制一点都需要人拿着该装置去测量一下，效率还是不高，同时也容易造成测量人员的受伤。申请号为201620975379.2的装置利用激光传感器去测量钢板曲率半径，但是激光传感器只能测量某一点的距离。要测量整个钢板的曲率半径，需要移动该传感器。在移动过程中可能会出现抖动影响最终的测量精度，同时在移动过程中需要耗费时间，造成效率减慢。并且精度高的激光传感器价格比较高，造成测量仪器的成本偏高。申请号为201110313326.6的装置利用了CCD相机作为传感器测量钢板的曲率半径。这种方法采用了图像的方法，能够一次性拍摄整个钢板的全貌，但是采用的是彩色图像的方法，受环境光的影响比较大，同时当机器使用时间长之后，机器表面的各种污迹也会影响到测量精度。由此，该技术存在改进的必要。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于深度相机的卷板机卷板曲率半径测量方法，可自动测量卷板的曲率半径，摆脱了人工的干预，并且能够适应不同尺寸的卷板机，提高了精度和效率。本专利技术另一个目的在于提出一种基于深度相机的卷板机卷板厚度测量方法，可自动测量卷板的厚度，减少了人工测量，减少了人员安全隐患。为实现上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种基于深度相机的卷板机卷制卷板曲率半径的测量方法，所述卷板机卷制卷板为圆柱体，第一深度相机设置在所述卷板机的正面第一预设距离处，包括以下步骤：步骤一：在卷板机进行卷制卷板之前，获取未带卷板的卷板机的正面图像，记为第一深度图像；步骤二：当所述卷板机卷制卷板时，实时获取当前带卷板的卷板机正面图像，记为第二深度图像；步骤三：并对所述第二深度图像与所述第一深度图像相减，获取所述卷板的正面深度图像；步骤四：以所述卷板机的转轴边缘轴心正对地面的点为原点Ow，以平行所述卷板机的转轴方向为Xw轴，以垂直于所述卷板机的转轴方向为Yw轴，以与Xw轴、Yw轴均垂直的方向为Zw轴，建立世界坐标系；根据坐标系转换标定所述卷板的正面深度图像上的每个像素在所述世界坐标系中的坐标；步骤五：从步骤四中标定的坐标中筛选出x＝x0的多个点，并选取其中任意三个点的坐标获取所述卷板的圆心的坐标，其中，|x0|为所述卷板侧面边缘到平面YwOwZw的距离；步骤六：根据所述圆心的坐标和多个所述点中任意一点的坐标获取当前卷板的曲率半径。根据本专利技术实施例提出的基于深度相机的卷板机卷制卷板曲率半径的测量方法，通过第一深度相机获取未卷板的卷板机的正面图像，并通过第一深度相机获取卷板时的卷板机的正面图像，两者图像作差，获取当前卷板的正面图像，并通过坐标系转换，获取当前卷板的正面图像在世界坐标系中的表示，并筛选出在世界坐标系中x＝x0平面上的点，并选取其中任意三点获取卷板的圆心坐标，并根据圆心坐标和选出的任一点的坐标获取卷板的曲率半径，从而无需再人工测量卷板的曲率半径，实现自动智能检测卷板的曲率半径，提升检测卷板曲率半径的精准度和检测效率。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤四包括：以所述卷板的正面深度图像的左上角为原点O0建立以像素为单位的图像坐标系O0uv，并以所述第一深度相机的光轴和所述卷板的正面深度图像的交点为原点O1，建立成像平面坐标系O1xy，获取每个像素(u0，v0)在O1xy成像平面坐标系中的表示；以所述第一深度相机的投影中心为原点O，并以x轴、y轴平行的Xc轴、Yc轴，和所述第一深度相机的光轴Zc组成相机坐标系，获取在所述O1xy成像平面坐标系表示的每个点转换到所述相机坐标系OXcYcZc中的表示；根据所述世界坐标系OwXwYwZw，和张定友的标定方法获取所述第一深度相机的旋转矩阵R和平移矩阵T，获取在所述相机坐标系OXcYcZc中表示的每个点转换到所述世界坐标系中的表示。根据本专利技术的一个实施例，所述第一预设距离的范围为0.5～4.5m，优选为3m。根据本专利技术的一个实施例，获取圆心坐标的三个点的坐标的z坐标依次为Zmin+(Zmax-Zmin)*0.9、Zmin+(Zmax-Zmin)*0.5和Zmin+(Zmax-Zmin)*0.1。为实现上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种基于深度相机的卷板机卷制卷板厚度的测量方法，所述卷板机卷制卷板为圆柱体，第二深度相机设置在所述卷板机的侧面第二预设距离处，包括以下步骤：步骤一：在卷板机进行卷制卷板之前，获取未带卷板的卷板机的侧面图像，记为第三深度图像；步骤二：当所述卷板机卷制卷板时，实时获取当前带卷板的卷板机侧面图像，记为第四深度图像；步骤三：并对所述第四深度图像与所述第三深度图像相减，获取所述卷板的侧面深度图像；步骤四：以所述卷板机的转轴边缘轴心正对地面的点为原点Ow，以平行所述卷板机的转轴方向为Xw轴，以垂直于所述卷板机的转轴方向为Yw轴，以与Xw轴、Yw轴均垂直的方向为Zw轴，建立世界坐标系；根据坐标系转换标定所述卷板的侧面深度图像上的每个像素在所述世界坐标系中的坐标；步骤五：获取所述卷板的侧面深度图像的z坐标为Zmin+(Zmax-Zmin)*0.5的点，并在所述的点中筛选出y坐标为Ymax、Ymin的点，获取所述卷板的厚度d＝|Ymax-Ymin|；步骤六：通过所述卷板机的转轴卷动所述卷板，并根据所述步骤五获取所述卷板的多个厚度值。根据本专利技术实施例提出的基于深度相机的卷板机卷板厚度测量方法，通过第二深度相机获取未卷板的卷板机的侧面图像，并通过第二深度相机获取卷板时的卷板机的侧面图像，两者图像作差，获取当前卷板的侧面图像，并通过坐标系转换，获取当前卷板的侧面图像在世界坐标系中的表示，并筛选出在世界坐标系中z值为Zmin+(Zmax-Zmin)*0.5的点，并筛选出z值为Zmin+(Zmax-Zmin)*0.5的点中的y的最大值和最小值，并进行作差，获取卷板的厚度，从而无需再人工测量卷板的厚度，实现自动智能检测卷板的厚度，提升检测卷板厚度的精准度和检测效率，避免工作人员发生不必要的危险。根据本专利技术的一个实施例，所述步骤四包括：以所述卷板的侧面深度图像的左上角为原点O0”建立以像素为单位的图像坐标系O0’u’v’，并以所述第二深度相机的光轴和所述卷板的侧面深度图像的交点为原点O1’，建立成像平面坐标系O1’x’y’，获取每个像素(u0’，v0’)在O1’x’y’成像平面坐标系中的表示；以所述第二深度相机的投影中心为原点O’，并以x’轴、y’轴平行的Xc’轴、Yc’轴，和所述第二深度相机的光轴Zc’组成相机坐标系，获取在所述O1’x’y’成像平面坐标系表示的每个点转换到所述相机坐标系O’Xc’Yc’Zc’中的表示；根据所述世界坐标系OwXwYwZw，和张定友的标定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于深度相机的卷板机卷制卷板曲率半径的测量方法，其特征在于，所述卷板机卷制卷板为圆柱体，第一深度相机设置在所述卷板机的正面第一预设距离处，包括以下步骤：步骤一：在卷板机进行卷制卷板之前，获取未带卷板的卷板机的正面图像，记为第一深度图像；步骤二：当所述卷板机卷制卷板时，实时获取当前带卷板的卷板机正面图像，记为第二深度图像；步骤三：并对所述第二深度图像与所述第一深度图像相减，获取所述卷板的正面深度图像；步骤四：以所述卷板机的转轴边缘轴心正对地面的点为原点Ow，以平行所述卷板机的转轴方向为Xw轴，以垂直于所述卷板机的转轴方向为Yw轴，以与Xw轴、Yw轴均垂直的方向为Zw轴，建立世界坐标系；根据坐标系转换标定所述卷板的正面深度图像上的每个像素在所述世界坐标系中的坐标；步骤五：从步骤四中标定的坐标中筛选出x＝x0的多个点，并选取其中任意三个点的坐标获取所述卷板的圆心的坐标，其中，|x0|为所述卷板侧面边缘到平面YwOwZw的距离；步骤六：根据所述圆心的坐标和多个所述点中任意一点的坐标获取当前卷板的曲率半径。

【技术特征摘要】
1.一种基于深度相机的卷板机卷制卷板曲率半径的测量方法，其特征在于，所述卷板机卷制卷板为圆柱体，第一深度相机设置在所述卷板机的正面第一预设距离处，包括以下步骤：步骤一：在卷板机进行卷制卷板之前，获取未带卷板的卷板机的正面图像，记为第一深度图像；步骤二：当所述卷板机卷制卷板时，实时获取当前带卷板的卷板机正面图像，记为第二深度图像；步骤三：并对所述第二深度图像与所述第一深度图像相减，获取所述卷板的正面深度图像；步骤四：以所述卷板机的转轴边缘轴心正对地面的点为原点Ow，以平行所述卷板机的转轴方向为Xw轴，以垂直于所述卷板机的转轴方向为Yw轴，以与Xw轴、Yw轴均垂直的方向为Zw轴，建立世界坐标系；根据坐标系转换标定所述卷板的正面深度图像上的每个像素在所述世界坐标系中的坐标；步骤五：从步骤四中标定的坐标中筛选出x＝x0的多个点，并选取其中任意三个点的坐标获取所述卷板的圆心的坐标，其中，|x0|为所述卷板侧面边缘到平面YwOwZw的距离；步骤六：根据所述圆心的坐标和多个所述点中任意一点的坐标获取当前卷板的曲率半径。2.根据权利要求1所述的基于深度相机的卷板机卷板曲率半径测量方法，其特征在于，所述步骤四包括：以所述卷板的正面深度图像的左上角为原点O0建立以像素为单位的图像坐标系O0uv，并以所述第一深度相机的光轴和所述卷板的正面深度图像的交点为原点O1，建立成像平面坐标系O1xy，获取每个像素(u0，v0)在O1xy成像平面坐标系中的表示；以所述第一深度相机的投影中心为原点O，并以x轴、y轴平行的Xc轴、Yc轴，和所述第一深度相机的光轴Zc组成相机坐标系，获取在所述O1xy成像平面坐标系表示的每个点转换到所述相机坐标系OXcYcZc中的表示；根据所述世界坐标系OwXwYwZw，和张定友的标定方法获取所述第一深度相机的旋转矩阵R和平移矩阵T，获取在所述相机坐标系OXcYcZc中表示的每个点转换到所述世界坐标系中的表示。3.根据权利要求1所述的基于深度相机的卷板机卷板曲率半径测量方法，其特征在于，所述第一预设距离的范围为0.5～4.5m。4.根据权利要求1所述的基于深度相机的卷板机卷板曲率半径测量方法，其特征在于，获取圆心坐标的三个点的坐标中，z坐标依次为Zmin+(Zmax-Zmin)*0.9、Zmi...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁泽宇，张剑妹，连玮，
申请(专利权)人：长治学院，
类型：发明
国别省市：山西,14