仪器仪表学报

作者：田慧慧，苏松波，何博博，王洪喜

单位：田慧慧,1.西安工业大学机电工程学院西安710021； 2.精密与超精密加工及测量国家地方联合工程研究中心西安710021,yezifairy@163.com,苏松波,西安工业大学机电工程学院西安710021,,何博博,西安工业大学机电工程学院西安710021,,王洪喜,1.西安工业大学机电工程学院西安710021； 2.精密与超精密加工及测量国家地方联合工程研究中心西安710021,

关键词：管路测量;机器视觉;坐标转换;三维重建

基金：新疆维吾尔自治区重大科技专项（2023A02010-2）项目资助

管路的加工回弹严重影响了管路空间形态的加工精度,由管路空间形态误差产生的装配应力增加了管路发生故障的概率。为确保管路的无应力装配，需要对成型后的管路空间参数进行精确测量。受安装空间的限制，管路空间形态越来越复杂，测量难度也越来越大。针对复杂管路空间形态测量难度大、测量精度和测量效率低的问题，提出了一种基于单目视觉的管路空间参数测量方法。首先，通过拍摄的二维图像测得一个平面内管路的相关参数，基于测得的参数信息建立平面管路局部坐标系；然后，确定像素坐标系与平面管路局部坐标系的转换关系以及两个相邻平面管路局部坐标系之间的转换关系；最后，通过统一坐标系获得空间管路在全局坐标系下的参数数据并完成三维重建。设计并搭建了管路空间参数视觉测量实验装置，对两种不同类型的管路分别进行8次重复实验，长度重复测量精度为0.305mm，弯曲角重复测量精度为0.033°，旋转角重复测量精度为0.263°，节点位置重复测量精度为0.325mm。为了验证所提测量方法的准确性，与三坐标测量结果进行了对比，长度偏差在1mm以内，角度偏差在0.5°以内。详细分析并讨论了所提测量方法各环节引入的误差。结果表明，该方法操作简单、测量精度高、能够满足管路的自动化检测要求，为实现管路数字化在线测量提供了新方案。

来源：2025年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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