融合多组双目视觉系统的管道尺寸测量技术研究

来源：电子测量技术杂志2023年第6期北京时间：

作者：章家威，李昊冉，罗天慧，张烈山

单位：浙江理工大学 杭州 310018

摘要：针对工业管道尺寸偏差的在线测量问题，本文提出一种融合多组双目视觉系统的管径测量方法。该方法通过使用多组双目摄像机对管道测量截面上投影的多个激光标记进行图像采集、三维重建和坐标融合，通过椭圆拟合得到外管径、椭圆度等尺寸参数。该方法通过仿射距离变换算法实现特征点的自动匹配，并采用具有法向量约束的优化点云配准算法保证坐标融合的准确性性。为了验证该方法的可行性，搭建多组双目视觉实验系统，对3种公称外径分别为285、299和325 mm的管道进行了外尺寸测量实验。实验结果表明，系统测量的相对误差在±0.570%范围内，最大重复性标准差为0.551 mm，最长测量耗时为1.5 s。该方法和系统基本符合工业管道在线检测需求，具有良好的应用前景。

关键词：大型管道;三维重建;仿射距离变换;特征点匹配;点云配准

基金资助：浙江省大学生科技创新活动计划项目（2021R406006）、浙江省教育厅科研项目（20020059）资助