基于光栅投影的焊后焊缝表面三维测量

作     者：杨国威 张金丽 YANG Guowei;ZHANG Jinli

作者机构：天津科技大学天津300222 

出 版 物：《焊接学报》 (Transactions of The China Welding Institution)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      面：100-105,112,I0009,I0010页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：天津市自然科学基金项目(20JCQNJC00120) 

主　　题：光栅投影 三维测量 标定 空间相位映射 

摘      要：焊缝表面三维轮廓是评价焊后焊缝质量的重要指标,针对常用线结构光扫描进行焊缝测量时无法兼顾测量速度与精度等问题,设计并搭建了一种基于面结构光光栅投影的焊缝三维轮廓测量系统.首先,通过数字光处理(digital light processing,DLP)投影仪向焊缝表面投射面结构光光栅条纹图像,摄像机获取变形调制条纹,利用四步相移法结合多频外差时域解相算法准确地实现了变形光栅条纹相位主值的解算和相位的展开.然后,利用平面靶标结合精密平移台获取空间点阵列的方法实现了对模型参数的标定,该标定方法精度高、可操作性强、结构稳定.最后,采用空间相位映射模型实现焊缝相位信息到高度信息的转换,实现焊缝三维轮廓的测量.结果表明,该测量方法能很好的表现焊缝细节信息,测量结果准确,测量精度能达到0.096 8 mm,可以为焊后焊缝外观检测与评价提供可靠数据.