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申请/专利权人：江苏科技大学

摘要：本发明公开一种基于动态聚焦激光的螺旋桨叶片非接触式测量方法、系统和电子设备，包括：系统通过双目相机模块中的左相机与激光振镜模块对螺旋桨测量路径进行规划；光学透镜模块调整激光光斑在桨叶上的形状和大小，以改善光斑提取精度；采用帧差法和形态学开运算对光斑图像进行预处理，快速分割出螺旋桨桨叶上的光斑像点，结合高斯拟合法和局部重心法计算激光光斑中心坐标；利用双目相机模块获取待测螺旋桨上激光光斑的三维坐标，进而计算出螺旋桨螺距等参数。本发明可提高测量精度和数据处理效率，从而实现低成本、大测量范围的螺旋桨测量。

主权项：1.一种基于动态聚焦激光的螺旋桨叶片非接触式测量方法，其特征在于，采用一种包括激光振镜模块、光学透镜模块、双目相机模块以及扫描成像模块的基于动态聚焦激光的螺旋桨叶片非接触式测量系统；所述方法包括以下步骤：步骤一、测量系统安装与调整：使用相机标定方法对双目相机模块中的左、右相机进行标定操作来获取左、右相机的内参数与外参数；根据获取的内、外参数对左右相机采集的图像数据进行还原矫正；步骤二、位姿标定：根据双目相机模块中的左、右相机内、外参数建立双目立体测量系统来标定双目相机模块与激光振镜模块，得到两者之间的旋转平移转换关系；同时标定双目相机模块与螺旋桨桨毂端面，建立双目相机模块中左相机坐标系与螺旋桨桨毂上附着的标定板坐标系之间的转换关系；步骤三、激光光斑坐标提取、螺距和直径的计算：根据上述步骤中获取的各模块之间的转换关系，在双目相机模块中的左相机中规划出螺旋桨测量半径，通过控制双目相机模块与激光振镜模块之间的转换关系，从而控制激光振镜模块在待测螺旋桨桨叶相应半径上投出激光点；对投射在螺旋桨桨叶相应半径上的激光光斑点进行图像数据采集，并对图像数据使用利用帧差法与形态学开运算来分割出图像中螺旋桨桨叶上的激光光斑点；计算分割出来的激光光斑点的面积及圆度，若无法达到设定值，则调整光学透镜模块中动态聚焦模块来调整激光光斑投射形状与大小，直至激光光斑的面积与圆度达到设定值；对面积与圆度达到设定值的激光光斑进行轮廓中心提取，并使用双目立体测量系统计算出激光光斑在双目相机模块中左相机坐标系中的三维坐标；根据获取的激光光斑三维坐标与螺旋桨螺距的计算公式，计算出待测螺旋桨的螺距；再对双目相机模块采集到的螺旋桨桨叶远端的曲线进行曲线拟合，找到螺旋桨桨叶的最远端并计算其与螺旋桨桨毂中心之间的距离，进而求出螺旋桨的直径大小；步骤四、螺旋桨桨叶缺陷检测：使用椭圆拟合算法拟合出待测螺旋桨的最大外形轮廓，再根据双目相机模块与激光振镜模块的转换关系，计算出激光振镜的最大偏转角度，进而控制扫描成像模块中的激光振镜在最大偏转角度范围内不断快速地对螺旋桨整体进行高速的扫描成像，并将图像数据快速的采集保存；对所采集保存的图像数据使用深度学习的方法进行缺陷检测。

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