\u672c\u53d1\u660e\u516c\u5f00\u4e86\u4e00\u79cd\u57fa\u4e8e\u7ebf\u7ed3\u6784\u5149\u7684360\u00b0\u8f6e\u5ed3\u6d4b\u91cf\u88c5\u7f6e\u53ca\u65b9\u6cd5\uff0c\u88c5\u7f6e\u5305\u62ec\u4e09\u53ea\u5747\u5300\u5206\u5e03\u5728\u88ab\u6d4b\u7269\u4f53\u5468\u56f4\u7684\u534a\u5bfc\u4f53\u7ebf\u6fc0\u5149\u5668\uff0c\u4e09\u4e2a\u5747\u5300\u5206\u5e03\u5728\u88ab\u6d4b\u7269\u4f53\u5468\u56f4\u7684\u6444\u50cf\u673a\uff0c\u7528\u4e8e\u5bf9\u6444\u50cf\u673a\u91c7\u96c6\u5230\u7684\u56fe\u50cf\u8fdb\u884c\u56fe\u50cf\u5904\u7406\u7684\u8ba1\u7b97\u673a\uff1b\u534a\u5bfc\u4f53\u6fc0\u5149\u5668\u5206\u522b\u901a\u8fc7\u5e76\u53e3\u8fde\u63a5\u8ba1\u7b97\u673a\uff0c\u6444\u50cf\u673a\u5206\u522b\u901a\u8fc7\u56fe\u50cf\u91c7\u96c6\u5361\u4e0e\u8ba1\u7b97\u673a\u76f8\u8fde\u3002 The invention adopts the three line structure of semiconductor lasers and three industrial cameras to achieve rapid cross section contour data, more objectively and accurately reflect the measurement information of the measured section, measurement without rotating the optical system, simplifying the structure of the system; without complex coordinate transformation and rotation, greatly reducing the possibility of measurement error the resulting fusion dislocation 360 degrees; profile measurement during the process of the invention only needs three image fusion, fusion method is more simple and efficient.
【技术实现步骤摘要】
基于线结构光的360°轮廓测量装置及方法
本专利技术属于轮廓测量
,特别涉及一种基于线结构光的360°轮廓测量装置及方法。
技术介绍
自上个世界末以来,工业蓬勃发展,轮廓测量技术无论是在工业、制造业、产品开发,还是逆向工程、材料与器件和在线测量等方面都发挥着越来越重要的作用。尤其是近几年来,计算机技术和数字图像技术快速发展,光学测量以其高精度、非接触、无损伤和高效性等优点越发受到人们的青睐。正是因为工业发展迅速,计算机技术和数字图像处理技术的融入,推动轮廓测量技术快速发展,人们对轮廓测量的速度、精度、自动化操作等方面的要求也越来也高。被测量物体由简单的一维长度、二维平面过渡到复杂多变的三维轮廓;测量环境也变得高温、高热、高粉尘、高酸碱以及高振动等苛刻条件;测量信息也希望更加详实准确。近年来,伴随着机器视觉的飞速发展,基于视觉测量的技术已成为三维测量中一个重要方面,而线结构光三维测量技术以精度较高、实时性强等特点,广泛应用于工业生产之中。基于线结构光的三维测量技术是将激光光束投射到被测物体表面,摄像机获取激光光束的二维图像,经过一系列算法处理,并结合相关测量模型来求解被测物体的三维轮廓信息。目前使用的三维轮廓测量方法主要有基于阴影遮挡法的360°轮廓测量方法和基于双摄像机的光切法360°轮廓测量方法。(1)基于阴影遮挡法的360°轮廓测量的原理如图1所示,该方案的测量原理是利用阴影宽度来求解被测物体轮廓直径,故称这种方案为基于阴影遮挡法的360°轮廓测量方法。该方案使用LED作为照明光源,LED光通过组合透镜产生平行光,平行光照射到被测物体表面,被被测 ...
【技术保护点】
基于线结构光的360°轮廓测量装置,其特征在于,包括三只均匀分布在被测物体周围,用于发出能够覆盖被测物体360°完整截面的扇形激光的半导体线激光器;三个均匀分布在被测物体周围,用于采集被测物体360°完整截面的激光照明图像的摄像机;用于对摄像机采集到的图像进行图像处理的计算机;半导体激光器分别通过并口连接计算机,摄像机分别通过图像采集卡与计算机相连。
【技术特征摘要】
1.基于线结构光的360°轮廓测量装置,其特征在于,包括三只均匀分布在被测物体周围,用于发出能够覆盖被测物体360°完整截面的扇形激光的半导体线激光器;三个均匀分布在被测物体周围,用于采集被测物体360°完整截面的激光照明图像的摄像机;用于对摄像机采集到的图像进行图像处理的计算机;半导体激光器分别通过并口连接计算机,摄像机分别通过图像采集卡与计算机相连。2.根据权利要求1所述的基于线结构光的360°轮廓测量装置,其特征在于,所述摄像机与半导体激光器交叉分布,三个摄像机和半导体激光器固定在同一个刚性金属结构架上,被测物体位于刚性金属结构架的中心位置。3.根据权利要求1所述的基于线结构光的360°轮廓测量装置,其特征在于,所述计算机用于对采集到的图像进行锁定成像、均值滤波、图像二值化、图像标定还原、图像融合和图像细化处理。4.根据权利要求1所述的基于线结构光的360°轮廓测量装置,其特征在于,所述摄像机的光轴与半导体线激光器发出的线结构光的光切面有一个30°~45°的夹角。5.如权利要求1~4任意一项所述的基于线结构光的360°轮廓测量方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采集物体在包含背景光下的光带图像,启动程序开始测量,计算机通过并口发出高电平,驱动三只半导体线激光器发射激光;计算机通过另一并口发出脉冲信号触发三个摄像机进行图像采集;三个摄像机获取的图像是被测物体在包含背景光下的光带图像,每个摄像机获取大于被测物体表面1/3的部份图像;S2、采集被测物体表面的背景光图像,计算机通过并口发出低电平,驱动半导体线激光器关闭;同时计算机通过另一并口发出脉冲信号通知摄像机获取下一帧图像;此时摄像机获取的图像是被测物体表面的背景光图像,没有激光光带;S3、图像处理,将摄像机采集到的图像上传至计算机,计算机对每个摄像机采集到的两帧图像进行处理,包括以下子步骤:S31、锁定成像,消除背景光,获得被测物体原始的轮廓图像;S32、均值滤波,消除原始轮廓图像噪声;S33、图像二值化,将图像上的像素点的灰度值设置为0或255,减少图像中的数据量,凸显出目标的轮廓;S34、图像标定还原,利用各摄像机的标定参数对畸变图像进行校正;S35、图像融合,对校正后的三幅图像按顺序进行融合;S36、图像细化,提取轮廓骨架。6.根据权利要求5所述的基于线结构光的360°轮廓测量方法,其特征在于,所述步骤S32的具体实现方法为:均值滤...
【专利技术属性】
技术研发人员:余学才,刘光明,马飞,鲁楷锋,
申请(专利权)人:成都多极子科技有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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