【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连铸生产与质量检测，特别是指一种异形连铸坯全景表面图像采集装置及方法。
技术介绍
1、异形连铸坯表面成像技术被广泛应用于异形连铸坯表面图像获取，成像装置旨在实现对不规则形状工件的高效成像、分析和质量控制。传统的成像技术通常适用于规则形状的工件。但是异形连铸坯的几何形状复杂、不规则，传统方法可能难以捕捉其表面的细节和特征。同时传统的成像方法受限于相机视野大小，每张图像只能获得异形连铸坯局部图像，无法呈现完整的异形连铸坯全貌。以常见的10m长的异形连铸坯为例，相机拍摄单张图像像素为4096x2048，每0.18mm/像素，那么至少会将完整的异形连铸坯表面图像分割到28张图像之上。现存的异形连铸坯表面图像采集方案，往往只考虑了异形连铸坯表面成像的可行性，稳定性，相机位置固定，通过连续拍照的方式对异形连铸坯表面形貌进行捕捉，但是这样的采集方式通常会导致采集图像数量多，图像分布散乱，甚至可能存在异形连铸坯表面漏拍，重复拍摄等情况。对于高效，精准的应用于异形连铸坯表面成像装置的设计，并没有考虑对所采集的局部图像在原物件中的定位，以及如何获取高精度，高完整度的异形连铸坯全景图像。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种异形连铸坯全景表面图像采集装置及方法，以解决现有的异形连铸坯表面图像采集方案会导致采集图像数量多，图像分布散乱，甚至可能存在异形连铸坯表面漏拍，重复拍摄等情况的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一方面，本专
4、所述激光光源模块用于发射激光，作为照明光源；其中，所述激光光源模块发射的激光以垂直角度照射异形连铸坯，并覆盖异形连铸坯整个表面；
5、所述图像采集模块包括多个相机，每一相机分别对激光照射下的异形连铸坯进行拍摄，并将拍摄的图像传输至全景图像拼接模块；其中，各相机分别拍摄异形连铸坯的部分图像，所有相机组成的拍摄区域覆盖异形连铸坯完整表面；
6、所述全景图像拼接模块用于对所述图像采集模块所拍摄的多张异形连铸坯的图像进行拼接，以合成连续完整的异形连铸坯全景表面图像。
7、进一步地，所述激光光源模块发射的激光为发射波长为450nm的蓝光，出瞳功率大于8w。
8、进一步地，所述激光光源模块的安装位置距离异形连铸坯表面超过1米，确保照射到异形连铸坯表面的照度超过异形连铸坯表面的照度4倍以上。
9、进一步地，所述相机的镜头前装有窄带滤色镜，只允许铸坯表面反射的蓝色激光通过。
10、进一步地，所述图像采集模块包括两台相机；两台相机分别以左右夹角与异形连铸坯摆放，以左右夹角的方式采集各自关注区域的异形连铸坯表面图像，并将采集完成的图像实时传输至全景图像拼接模块；其中，位于异形连铸坯左侧的相机采集异形连铸坯的右侧部位，位于异形连铸坯右侧的相机采集异形连铸坯的左侧部位。
11、进一步地，所述相机为分辨率为4096像素的线阵ccd相机。
12、进一步地，全景图像拼接模块具体用于：首先对异形连铸坯的左侧部分图像及右侧部分图像分别拼接得到异形连铸坯左右两侧的完整长图，随后对异形连铸坯左右两侧的完整长图使用自适应特征查找搜索特征点，然后使用坐标融合匹配求图像间的偏移量，最后根据求得的图像偏移量对异形连铸坯左右两侧的完整长图实现全景图像拼接，并将处理完成的巨幅异形连铸坯全景图像保存。
13、进一步地，所述对异形连铸坯左右两侧的完整长图使用自适应特征查找搜索特征点，然后使用坐标融合匹配求图像之间的偏移量，最后根据求得的图像偏移量对异形连铸坯左右两侧的完整长图实现全景图像拼接，包括：
14、对异形连铸坯左右两侧的完整长图使用自适应特征查找搜索特征点，公式为：
15、
16、fi＝k*roiration*weight
17、其中，roiration为自适应查找比例系数；k为查找常数，取值范围为(0,i]；weight为待拼接图像像素宽度；fi表示最终求得的图像特征点查找范围；
18、通过坐标融合匹配求解图像偏移量，公式为：
19、dxlist＝match(kpsa(x1)-kpsb(x2))
20、dylist＝match(kpsa(y1)-kpsb(y2))
21、(offsetx,offsety)＝num(model(dxlist,dylist))＞offsetevaluate
22、其中，dxlist，dylist表示相匹配特征点之间的坐标偏移量，kpsa(x1)表示待拼接的左侧长图中特征点在图像中的横坐标；kpsb(x2)表示待拼接的右侧长图中特征点在图像中的横坐标；kpsa(y1)表示待拼接的左侧长图中特征点在图像中的纵坐标；kpsb(y2)表示待拼接的右侧长图中特征点在图像中的纵坐标；match(.)表示在匹配成功的特征点对中进行偏移量运算；model(.)表示获取当前偏移量列表中偏移量坐标对里的众数组合；mum(.)表示当前偏移量列表中偏移量坐标对里的众数组合出现的数量，当数量大于设定的初始阈值时即表示所求得偏移量为图像之间的真实偏移量；offsetx，offsety表示最终的图像偏移量，offsetevaluate表示预设阈值，如果根据当前图像偏移量集合所求得图像偏移量坐标对里的众数组合出现的数量小于阈值，则自适应调整图像特征点查找范围，重新求解图像偏移量，直至众数组合出现的数量大于阈值；
23、根据求得的图像偏移量对异形连铸坯左右两侧的完整长图实现全景图像拼接。
24、另一方面，本专利技术还提供了一种利用上述异形连铸坯全景表面图像采集装置实现的异形连铸坯全景表面图像采集方法，所述方法包括：
25、利用激光光源模块发射激光，作为照明光源；其中，所述激光光源模块发射的激光以垂直角度照射异形连铸坯，并覆盖异形连铸坯整个表面；
26、利用图像采集模块中的每一相机分别对激光照射下的异形连铸坯进行拍摄，并将拍摄的图像传输至全景图像拼接模块；其中，各相机分别拍摄异形连铸坯的部分图像，所有相机组成的拍摄区域覆盖异形连铸坯完整表面；
27、利用全景图像拼接模块对所述图像采集模块所拍摄的多张异形连铸坯的图像进行拼接，以合成连续完整的异形连铸坯全景表面图像。
28、本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
29、本专利技术可以灵活应用于生产现场的异形连铸坯全景表面图像采集，能够捕捉复杂形貌的异形连铸坯表面特征，通过全景图像拼接算法对海量大尺寸异形连铸坯局部图像拼接处理，实时还原完整异形连铸坯全景表面图像。
30、本专利技术系统可以满足照明光源的稳定性以及有效性。异形连铸坯表面温度极高，辐射光强烈，直接使用摄像机采集铸坯表面图像可能受到辐射光的影响，导致图像质量不佳且难以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述装置包括：激光光源模块、图像采集模块以及全景图像拼接模块；其中，
2.如权利要求1所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述激光光源模块发射的激光为发射波长为450nm的蓝光，出瞳功率大于8w。
3.如权利要求2所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述激光光源模块的安装位置距离异形连铸坯表面超过1米。
4.如权利要求2所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述相机的镜头前装有窄带滤色镜，只允许铸坯表面反射的蓝色激光通过。
5.如权利要求1所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述图像采集模块包括两台相机；两台相机分别与异形连铸坯以左右夹角摆放，以左右夹角的方式采集各自关注区域的异形连铸坯表面图像，并将采集完成的图像实时传输至全景图像拼接模块；其中，位于异形连铸坯左侧的相机采集异形连铸坯的右侧部位，位于异形连铸坯右侧的相机采集异形连铸坯的左侧部位。
6.如权利要求5所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述
7.如权利要求5所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述全景图像拼接模块具体用于：首先对异形连铸坯的左侧部分图像及右侧部分图像分别拼接得到异形连铸坯左右两侧的完整长图，随后对异形连铸坯左右两侧的完整长图使用自适应特征查找搜索特征点，然后使用坐标融合匹配求图像之间的偏移量，最后根据求得的图像偏移量对异形连铸坯左右两侧的完整长图实现全景图像拼接，并将拼接得到的整幅异形连铸坯全景图像保存。
8.如权利要求7所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述对异形连铸坯左右两侧的完整长图使用自适应特征查找搜索特征点，然后使用坐标融合匹配求图像之间的偏移量，最后根据求得的图像偏移量对异形连铸坯左右两侧的完整长图实现全景图像拼接，包括：
9.一种利用如权利要求1～8任一项所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置实现的异形连铸坯全景表面图像采集方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述装置包括：激光光源模块、图像采集模块以及全景图像拼接模块；其中，
2.如权利要求1所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述激光光源模块发射的激光为发射波长为450nm的蓝光，出瞳功率大于8w。
3.如权利要求2所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述激光光源模块的安装位置距离异形连铸坯表面超过1米。
4.如权利要求2所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述相机的镜头前装有窄带滤色镜，只允许铸坯表面反射的蓝色激光通过。
5.如权利要求1所述的异形连铸坯全景表面图像采集装置，其特征在于，所述图像采集模块包括两台相机；两台相机分别与异形连铸坯以左右夹角摆放，以左右夹角的方式采集各自关注区域的异形连铸坯表面图像，并将采集完成的图像实时传输至全景图像拼接模块；其中，位于异形连铸坯左侧的相机采集异形连铸坯的右侧部位，位于异形连铸坯右侧的相机采集异形连铸坯的左侧部位。
6.如权...
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