3D模型到测试对象的自动对准制造技术

一种在机器视觉系统中将3D CAD模型对准到测试对象的方法，所述方法包括以下步骤：在模型窗口中定向3D CAD模型（204）；将测试对象以与3D模型的方位近似匹配的方位放置在运动台上（206）；利用摄像机拍摄测试对象的视频图像（208），并在与摄像机的观察轴正交的基准面中提取外围边界（210）；在对应基准面中提取3D模型的廓影边界（212）；使用拟合算法，相对设置3D模型的廓影边界，以匹配测试对象的外围边界（214）；以及以在对应基准面内并沿观察轴为基准，将3D模型中的点的坐标与测试对象的对应点的坐标进行匹配（216）。

Automatic alignment of 3D model to test object

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D模型到测试对象的自动对准
本专利技术涉及机器视觉系统技术的领域，并且更详细地说，涉及3DCAD模型到测试对象的自动对准以用于测量测试对象的特征。
技术介绍
机器视觉系统将布置在台上的测试对象的图像投影到显示屏上。许多当前视觉测量机器依赖于被测量的部分的视频图像，以允许用户选择要进行的测量。当用户从测量部分上的一个位置移动到另一个位置时，通常需要调整照明和焦点以保持图像质量对于选择要测量的附加特征是有用的。特别是对于沿视觉的光学轴具有显著深度的部分，从测量点到测量点改变焦点可能变得耗时。在CAD绘图可用于要测量的部分的情况下，一些测量软件，诸如QVI的Zone3，允许用户通过将要测量的部分的CAD模型加载到控制器中，并然后通过一系列的引导的手动步骤将CAD模型与视频图像对准，来在显示面板的模型窗口中指示要进行的测量。这种手动设置过程花费时间，并且可能使没有经验的用户感到困惑。
技术实现思路
提供了一种在机器视觉系统中将3DCAD模型对准到测试对象的方法。在一种配置中，所述方法包括以下步骤：在所述机器视觉系统的模型窗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在机器视觉系统中将3D CAD模型对准到测试对象的方法，所述机器视觉系统具有坐标轴，所述坐标轴包括相机的观察轴，所述方法包括以下步骤：/n在所述机器视觉系统的模型窗口中定向所述3D CAD模型，以用于暴露所述CAD模型与打算要测量的所述测试对象的特征相对应的特征；/n将所述测试对象以与所述3D CAD模型的所述方位近似匹配的方位放置在所述机器视觉系统的台上；/n利用所述相机拍摄所述运动台上的所述测试对象的图像，并在与所述相机的所述观察轴正交的基准面中提取外围边界；/n在对应基准面中提取所述3D CAD模型的廓影边界；/n使用拟合算法，在所述对应基准面中相对设置所述3D CAD模型的所述...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170228 US 62/4646201.一种在机器视觉系统中将3DCAD模型对准到测试对象的方法，所述机器视觉系统具有坐标轴，所述坐标轴包括相机的观察轴，所述方法包括以下步骤：
在所述机器视觉系统的模型窗口中定向所述3DCAD模型，以用于暴露所述CAD模型与打算要测量的所述测试对象的特征相对应的特征；
将所述测试对象以与所述3DCAD模型的所述方位近似匹配的方位放置在所述机器视觉系统的台上；
利用所述相机拍摄所述运动台上的所述测试对象的图像，并在与所述相机的所述观察轴正交的基准面中提取外围边界；
在对应基准面中提取所述3DCAD模型的廓影边界；
使用拟合算法，在所述对应基准面中相对设置所述3DCAD模型的所述廓影边界，以匹配所述测试对象的所述外围边界；以及
以在所述对应基准面内并沿所述观察轴为基准，将所述3DCAD模型中的点的坐标与所述测试对象的对应点的坐标进行匹配。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在对应基准面中提取所述3DCAD模型的廓影边界的所述步骤还包括以下步骤：
从所述CAD模型的3D三角形网格的所述可能的廓影边缘中收集所有所述线段；
使用所述相机的所述观察方向将所述可能的廓影线段投影到2D；
在所述线段上生成2D候选轮廓点；
生成测试点，每个测试点从与所述候选轮廓点之一匹配的第一位置到第二移位位置是可移动的；以及
确定所述移位位置中的每个测试点是否被所述CAD模型的所述3D三角形网格的相邻表面覆盖，其中与未被任何相邻表面覆盖的、第二移位位置中的所述测试点相对应的每个2D候选轮廓点是真实轮廓点。


3.根据权利要求2所述的方法，还包括生成最小生成树的步骤，所述最小生成树具有在所述测试点上的边缘的集合，所述测试点在所述第二移位位置由相邻表面覆盖。


4.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：丢弃所述最小生成树中比点生成密度更长的边缘的子集，其中所述最小生成树的边缘的剩余子集是所述3DCAD模型的真实轮廓线的段。


5.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：使用拟合算法以将最小生成树边缘的所述剩余子集拟合到所述测试对象的所述外围边界。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述3DCAD模型包括由顶点连接的线，并且提取所述廓影边界的所述步骤包括在所述对应基准面中移除所述3DCAD模型的所述边界之内的所述线。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
在所述3DCAD模型上选择要测量的特征；
基于所述3DCAD模型中与所述测试对象的对应点的坐标相匹配的点的坐标，自动地将所述台和所述相机中的至少一个平移到期望位置，所述3DCAD模型中与所述测试对象的对应点的坐标相匹配的点的坐标是以在所述对应基准面内并沿所述观察轴为基准的；以及
测量与所述CAD模型的所述选择的特征相对应的测试对象特征。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
在所述3DCAD模型上选择要测量的特征；以及
在测量所述测试对象上的所述选择的特征之前，基于所述CAD模型的所述选择的特征的所述一个或多个点的所述坐标，相对于所述测试对象自动地对焦所述相机。


9.根据权利要求1所述的方法，其中利用所述相机拍摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：ET波利多尔，A普罗凯，
申请(专利权)人：优质视觉技术国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US