激光輪廓測量中的偏心修正方法

奚嘉奇，申屠理鋒，2，胡繼康

（1. 寶山鋼鐵股份有限公司中央研究院數智中心，上海 201900；2. 上海交通大學機械與動力工程學院，上海 200240）

隨著鋼管產品使用條件日益苛刻，客戶對產品質量要求也越來越高，其中直線度誤差大是最多的問題之一［1-5］。由于鋼管自重，以及在生產、加工、傳送過程中的碰撞、溫度變化等因素都會造成鋼管塑性變形，從而導致直線度變化；因此，鋼管直線度的準確測量也就成為了當前鋼鐵企業質量控制的核心之一。API Spec 5CT—2011《套管和油管規范》要求，鋼管端部1.5 m 長度范圍內的偏離距離應不超過3.18 mm。為了滿足該要求，目前實際生產中都是采用人工離線抽檢的方式進行，常用方法包括人工拉線法、三坐標測量法等接觸式測量。由于人工測量主觀性強且受到測量手段及工具的限制，很難保證測量的穩定性和一致性。

針對這一問題，近年來出現了一些非接觸式的測量方法并得到逐步應用，比較典型的包括基于機器視覺的方案及基于激光輪廓測量的方案。視覺方案的優勢在于裝置安裝靈活，抗干擾性較強，應用場景相對較廣。文獻［6］使用背光照明結合邊緣識別的方法計算出鋼管直線度。文獻［7］利用圖像識別技術設計了一套在線測長裝置，誤差控制在8 mm。文獻［8］提出了一種針對雙目視覺技術的誤差評估方法，可用鋼管測量系統的輔助設計。一般情況下，視覺技術的使用過程中需要進行像素與真實長度的比例轉換，因此其精度依賴于參照物自身的精度和穩定性。……