【摘 要】
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目前,装配式混凝土结构建筑是中国装配式建筑的主要形式,具有成本相对低、适用范围广等优势,未来将继续占据装配式建筑结构的主导地位。预制混凝土布料机作为预制构件生产线上的关键设备,其布料厚度很大程度上影响预制构件的效率。如果混凝土布料厚度不达标,常常会造成预制混凝土密实度不足或强度不够。目前,混凝土厚度大多靠人眼观测,测量效率低,而创新的激光测量只能单点测量、不连续,无法对大面积混凝土厚度进行全方位测
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目前,装配式混凝土结构建筑是中国装配式建筑的主要形式,具有成本相对低、适用范围广等优势,未来将继续占据装配式建筑结构的主导地位。预制混凝土布料机作为预制构件生产线上的关键设备,其布料厚度很大程度上影响预制构件的效率。如果混凝土布料厚度不达标,常常会造成预制混凝土密实度不足或强度不够。目前,混凝土厚度大多靠人眼观测,测量效率低,而创新的激光测量只能单点测量、不连续,无法对大面积混凝土厚度进行全方位测量。测量技术越来越不满足工业自动化的要求。针对混凝土布料机布料厚度测量中人眼观测存在测量盲区、激光测距法只能单点间断测量等问题,本文设计了一种基于双目视觉的自动化的混凝土布料机布料厚度测量方法。混凝土布料厚度测量系统硬件部分由两个工业相机、相机支架、计算机以及高清投影灯组成。软件部分包括双目标定与立体校正、图像预处理、特征点检测与描述、立体匹配、厚度测量五部分。搭建好硬件系统后,通过采集棋盘格图像进行双目标定建立双目视觉测量模型,并通过标定参数对测量图片进行校正。图像预处理包括被测目标的定位与剪裁,本文通过局部自适应将校正后的图片二值化并通过去噪、滤波与膨胀等操作对图像进行处理,最后检测连通域并对外轮廓加矩形框,通过矩形框对图像进行裁减。特征点检测描述与匹配中,本文提出了基于极线约束和ORB特征的自适应区域匹配算法。采用改进ORB算法强制对图像所有点进行描述,对描述后的图像通过区域进行立体匹配并进行左右一致性检测最终确定匹配点。最后根据匹配结果通过左右图像的视差来计算混凝土布料后的距离信息,并根据未布料时的距离信息得到成像视场区域内的混凝土布料厚度信息。最后,利用维视双目相机和混凝土模拟模具在实验室搭建测量环境进行混凝土厚度测量实验。实验结果表明,采用该系统进行混凝土布料机布料厚度测量可实现混凝土厚度大范围多点高精度测量。模拟模具一采用光线亮有投影测量方式最小测量误差0.436 mm,最大测量误差1.539 mm;模拟模具二厚度测量绝对误差不超过0.83 mm,完全满足国标不超过3 mm的测量要求。
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