64、弯曲管道视觉测量系统与异常值检测方法

弯曲管道视觉测量系统与异常值检测方法

弯曲管道视觉测量系统

在工业生产中，对大直径弯曲管道的精确测量至关重要。以下将详细介绍一种用于测量弯曲管道的视觉测量系统。

管道投影分析

首先，对于固定横截面的管道，直线与平面XY的交点CT可通过以下公式计算：
[
E_{1,2} =
\begin{bmatrix}
\frac{r z_c \cos \alpha_{1,2} \sin \beta - m_x z_c}{r \sin \alpha_{1,2}} + r - z_c \
\frac{r z_c \cos \alpha_{1,2} \cos \beta - m_y z_c}{r \sin \alpha_{1,2}} + r - z_c \
0
\end{bmatrix}
]
这里，变量$\beta$、$M_y$等是关于参数$t$的函数，所以$E_1$和$E_2$是管道表面投影到桌面平面边缘的参数方程。圆柱表面截面投影的边缘形成两条平行线，这是因为与圆柱相切且通过选定点的一组直线会形成一个平面；而圆环片段投影的边缘并非如人们所假设的是圆形截面，而是由相当复杂的方程描述的曲线。

一次平面内两次弯曲管道模型

理想管道的表面可通过描述空间图形（圆柱和圆环）的参数方程来记录。当中心线位于与桌面平面平行的平面时，管道表面中心线的参数方程由直线段$P_0P_1$、圆弧$P_1P_2$、另一直线段$P_2P_3$、另一圆弧$P_3P_4$和另一直线段$P_4P_5$组成。测量对象的位置由中心线端点$P_0 = [x_0 y_0 r]^T$的坐标以及中心线在点$P