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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明属于油气装备检测技术领域，尤其涉及一种基于镜像结构光的油管内螺纹全周测量系统及测量方法。该方案面对油管内螺纹全周检测的需求，提出了镜像结构光三维旋转测量理论，推导得到对应的三维旋转测量模型，准确构建起序列图像的像素信息与内螺纹实际轮廓间转换关系，再通过搭建的全周测量系统，实现了油管内螺纹全周形貌高精度重建。基于镜像结构光的油管内螺纹全周测量方法中包括有步骤一：构建镜像结构光三维旋转坐标转换模型；步骤二：推导镜像结构光三维旋转测量模型；步骤三：基于步骤二得到的镜像结构光三维旋转测量模型，结合系统旋转角度，实现对油管内螺纹全周三维点云的重建。

主权项：1.基于镜像结构光的油管内螺纹全周测量方法，其特征在于，包括有如下步骤：步骤一：构建镜像结构光三维旋转坐标转换模型；其中，镜像结构光由基于镜像结构光的油管内螺纹全周测量系统中的平面反射棱镜、线激光器、镜头、工业相机间传导的光路所形成；所述基于镜像结构光的油管内螺纹全周测量系统，包括有：平面反射棱镜、线激光器、镜头、工业相机、旋转电控平台、支撑件、直线电控导轨以及夹具；其中，通过支撑件，旋转电控平台固定安装在直线电控导轨上；旋转电控平台上设置有旋转盘以及延伸臂；镜头、工业相机安装在旋转盘上，随旋转盘转动；线激光器通过夹具固定在延伸臂上，平面反射棱镜则固定设置在线激光器投射的线激光前进方向的延伸臂上；所述夹具用于将线激光器投射的线激光前进方向固定调整至与系统旋转轴线同轴；所述平面反射棱镜用于将线激光器投射的线激光、工业相机成像的光路经反射面分叉反射并垂直转射至待测量油管内部的两侧；所述步骤一具体可描述为：以工业相机的聚焦中心为原点OC、以光轴为Z轴，建立相机坐标系OC-XCYCZC；以工业相机光轴与线激光器投射的线激光所在平面的交点OR为原点，以待测量的油管的旋转轴线为Z轴，建立点云旋转坐标系；并在旋转过程中将各位置点云旋转坐标系转换为点云旋转坐标系簇Oi-XRYRZR；其中，i代表不同旋转角度的点云旋转坐标系；以待测量油管旋转轴线的一定点为原点OG，以待测量的油管的旋转轴线为Z轴，建立全局点云坐标系OG-XGYGZG；所述全局点云坐标系OG-XGYGZG用作油管内螺纹拼接与重建的基准；其中，每个点云旋转坐标系Oθ-XRYRZR与全局点云坐标系OG-XGYGZG之间仅存在绕Z轴的旋转角和Z方向的固定平移距离；根据相机坐标系OC-XCYCZC与对应旋转角处的点云旋转坐标系Oθ-XRYRZR之间的位置关系，建立两坐标系间的坐标转换关系表达式： 式（1）；式（1）中、为两坐标系间的旋转矩阵及平移矩阵；与分别空间点在相机坐标系OC-XCYCZC和点云旋转坐标系Oθ-XRYRZR下的坐标；步骤二：推导镜像结构光三维旋转测量模型；所述步骤二具体可描述为：推导得到相机坐标系OC-XCYCZC下油管内螺纹单截面轮廓的三维测量模型；将相机坐标系OC-XCYCZC下油管内螺纹单截面轮廓的三维测量模型与镜像结构光三维旋转坐标转换模型相结合，即可构建得到镜像结构光三维旋转测量模型；步骤三：基于步骤二得到的镜像结构光三维旋转测量模型，结合系统旋转角度，实现对油管内螺纹全周三维点云的重建；所述油管内螺纹全周三维点云即可用于实现对油管内螺纹每个螺纹截面进行的螺纹参数计算。

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