摘要
冷凝器长期使用后，产生的污垢附着在管道内，阻碍冷却液的流动，降低冷凝器换热效果，甚至堵塞冷凝管，且因部分污垢具腐蚀效果，故会降低冷凝器使用寿命。目前国内外多以人工手持高压水射流枪清洗冷凝器，冷凝器清洗装置自动化、智能化程度不足，大多需要人眼识别和定位冷凝器管口，辅助机器清洗。人工清洗工作环境恶劣，工作效率不足。针对以上问题，提出了基于双目视觉的冷凝器管口识别与重建系统设计方案，可实现在部分冷凝器管口被遮挡情况下的管口识别与重建，提高了冷凝器清洗装置智能化水平，改善冷凝器清洗作业环境，主要研究内容如下: 分析冷凝器管口识别与重建视觉系统功能需求，明确该视觉系统设计框架，分析摄像机成像几何模型、双目视觉测量模型，并完成工业摄像机和镜头选型，选择光轴汇聚式测量模型搭建该视觉系统。 运用完全多重网格算法进行冷凝器图像立体匹配，建立关于视差的能量函数,运用完全多重网格算法寻找最优视差。相较于传统的区域立体匹配方法，该方法所得视差图更稠密平滑且连续，为后续冷凝器管口重建奠定了基础。 提出基于“粗定位+精定位”的冷凝器管口识别与重建方法，采用双目视觉和YOLO目标检测结合的方法，对冷凝器整体进行识别和粗定位，获取冷凝器距相机的距离;根据冷凝器整体和各管口几何特征，检测各管口边缘，制作冷凝器管口模板，再使用形状模板对冷凝器各管口进行模板匹配，并结合双目视觉，获取冷凝器各管口中心的空间三维坐标，完成冷凝器管口识别与重建任务。 搭建了冷凝器管口识别与重建实验平台，结合冷凝器实际工作场景，进行了双目标定、立体校正和冷凝器图像立体匹配实验，利用获取到的双目相机内、外参数,进一步进行基于“粗定位+精定位”的管口识别和重建实验，获取被部分遮挡、完全遮挡的冷凝器管口中心位置，验证了冷凝器管口识别与重建视觉系统的可行性。
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