随着社会工业水平的发展,金属气瓶在日常生活中的应用变的越来越广泛且类型多种多样,其主要包括双端焊接气瓶、高压金属气瓶、低温储存气瓶等系列产品,其安全生产与产品质量的相关检测正在变的越来越重要,近几年,机器视觉成像技术在我国工业产品质量缺陷检测技术领域的应用发展不断成熟,其工作效率高,可靠性强,成本适中的优势逐步体现。因此针对金属气瓶的内壁检测问题,本文设计了基于双目立体视觉的气瓶内壁缺陷检测与三维重建系统,该设计系统主要解决两大问题:第一,检测气瓶内壁缺陷并进行定性分析与定量计算,第二,通过双目立体视觉技术还原气瓶内壁三维形貌。主要研究工作如下:(1)设计整个气瓶检测系统方案,确定检测系统的平台器件选型和软件功能。采用移动扫描成像的方式实现对整个气瓶内壁的缺陷检测。根据缺陷检测要求,确定双目摄像机的有关重要性能参数,确定相机传感器类型为CMOS,相机与计算机之间数据传输为USB串口;利用点状激光器与一字锥镜组装成激光圆环投射器,作用为激光投射在气瓶内壁上,形成激光光环,辅助检测;确定电动平移台的选型以及夹持支撑结构;实现整个硬件平台的搭建工作。(2)深入研究了双目体视相机的成像原理,并完成了系统中实验相机参数标定工作。重点介绍了张正友2D棋盘格标定法详细原理,分析相机标定中内外参数与畸变参数的含义;选用MATLAB软件工具进行本次课题的双目标定实验,分析标定平均误差,确定本次视觉系统相机的关键性能参数。(3)设计基于激光圆环几何形态特征的缺陷检测算法。首先通过ACE图像增强算法与灰度化对气瓶内壁图像进行初步预先处理;然后采用Steger光环中心提取算法完成了对光条中心的亚像素级定位,进而进行图像去噪;根据不同缺陷对应的光环特征,有针对性的设计检测算法;依据缺陷类别,设计多组对比实验,利用本文缺陷算法分别进行处理,分析检测结果,以此初步验证缺陷算法的可行性与准确度。(4)气瓶内壁三维重建与视觉检测系统实验结果分析。首先对提取激光光光环二值图像进行双目极线校正;依据左右光环上点对应匹配关系,获取其视差值;依据双目体视原理,计算出内壁多组光环对应三维点云数据,通过贪婪投影三角化算法完成气瓶内壁的三维重建;结合算法检测结果,本文设计的缺陷检测算法针对气瓶内壁单一缺陷具有良好的识别率,同时对内壁图像有无缺陷也具有明显的区分度;缺陷参数算法计算数值与真实测量数值进行多组对比,其每组绝对误差数值均在1mm以内,满足预期缺陷检测精度要求,验证了设计方案中软件算法的稳定性与测量准确性。