基于单个多光谱相机的三维温度及三维变形测量方法技术

本申请实施例提出了一种基于单个多光谱相机的三维温度及三维变形测量方法，适用于各种金属材料的增材制造过程，且适用于各种复杂制件形状，不同形状的基板，此外平面镜组件搭建简单且成本较低，测量过程可重复性高且效率较高，基于可高速测量的多光谱相机，完成增材制造过程中三维温度及三维变形在线实时测量。本方法最高可完成1100℃的温度测量，且三维变形及温度测量准确，适合对增材制造过程中三维温度及三维变形测量进行监测，进而对工艺状态和制件质量进行反演。和制件质量进行反演。和制件质量进行反演。

【技术实现步骤摘要】
基于单个多光谱相机的三维温度及三维变形测量方法


[0001]本申请涉及增材制造
，尤其涉及基于单个多光谱相机的三维温度及三维变形测量方法。

技术介绍

[0002]激光增材制造过程中加工成型的产品质量与制造热过程和变形情况息息相关，激光的功率、扫描速度、入射角度和材料属性的差异等都可能会导致各类缺陷和残余应力的产生，从而降低产品的力学性能。对打印过程中的变形过程和热过程进行分析可以为制件质量分析提供支持，且可以根据制件打印过程中，基板底部的三维变形和温度变化情况，分析获得打印实时状态，进而实现增材制造实时反馈，提升制件质量。因此，在增材制造过程中，对基板底部的三维变形和温度进行监测十分重要。
[0003]传统相机往往针对可见光波段(400
‑
780nm)范围内的图像进行采集，将其感光范围扩展沿着短波和长波扩展，即为多光谱相机。常用多光谱相机的感光波长范围为400
‑
1000nm，可得到各个波段内的数字图像。多光谱相机拍摄的多波段图像中，近红外和红光波段的图像可用于比色法温度测量，蓝色波段图像可用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于单个多光谱相机的三维温度及三维变形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：基于单个多光谱相机搭建测量系统并使用陶瓷标定板对所述测量系统进行标定；所述测量系统包括多光谱相机和平面镜组件，通过调整所述平面镜组件的位置使得所述测量系统的目标物体能在所述多光谱相机的左右两侧呈现图像；在增材制造装置的悬臂梁基板底部利用激光刻蚀制备高温光栅，并利用所述测量系统对增材制造过程监测获得包含熔池温度的拍摄图像；将所述拍摄图像分为左视图和右视图，将左视图和右视图作为双目视觉原理中不同角度相机获得图像进行处理完成立体匹配求得三维位移和变形信息；其中利用所述多光谱相机中的蓝色波段和红色波段及近红外波段分别对其所述左视图和所述右视图完成变形测量和比色法温度测量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平面镜组件为四向反射镜测量光路，包括直角棱镜和与所述直角棱镜的两个直角边分别相对设置的平面镜；两个所述平面镜在同一水平面内，以使得在所述多光谱相机中分左右两侧成像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量系统上设置同步触发器，用于实现所述多光谱相机中彩色通道和近红外通道同时采集图像。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量系统上设置滤光组件，用于在所述多光谱相机采集图像时消除增材制造过程中存在的强激光、高温辐射及粉尘飞溅的干扰。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述陶瓷标定板为3mm黑白陶瓷板对所述平面镜组件进行标定时，至少拍摄十种不同姿态下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢惠民，陈如，张骋浩，石文雄，何巍，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：