弯管大量应用于航空航天、船舶、汽车等工业领域,起着连接、控制、变向、分流、支撑等重要作用。由于数控加工中弯管存在回弹,无法用解析法或数值法进行修正。目前最好的补偿方法是在加工现场对弯管直接测量,测量结果与设计图纸数据比较,以及时将误差反馈给弯管机,修改数控加工代码,使后继加工件尽快与图纸吻合,满足精度要求,降低加工成本。本文根据课题要求,设计了一套基于机器视觉的非接触式测量系统。考虑到弯管空间结构,本文采用双目立体视觉三维测量技术:首先根据双目立体视觉测量原理构建一套图像获取的硬件系统,其中包括了相机、镜头、图像采集卡的选择及照明系统设计等;然后结合课题的特定环境,通过对相机标定的系统学习,确定选用操作简单,标定结果精度高的基于Open CV图像处理平台的双目立体标定方法;图像处理部分,首先进行滤波预处理得到高质量的弯管图像,接着在边缘检测时利用canny算子进行粗定位后结合单位圆空间矩法对图像边缘进行亚像素级定位,然后对弯管进行边缘和中心轴线提取,最后利用极线约束等对图像进行基于中心轴线的立体匹配,结合双目立体视觉原理计算出各匹配点的三维坐标,从而实现弯管几何参数的测量。根据课题给定范围的直径为φ89mm-φ219.1mm,最大弯曲角度195°,弯曲半径R=3D的大型金属弯管中选取3组不同参数的弯管进行试验,弯管外径、弯曲角度以及弯曲半径结果精确度分别达到了0.02mm、0.2°及0.15mm以内,证明该测量系统满足课题要求。最后对影响测量系统误差较大的因素进行了分析,并给出了一些相应的解决措施。