确定物体上3D表面特征和不平度的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种确定物体上3D表面特征和不平度的系统和方法，用于确定含有相对于物体上光滑周围表面而言的上升或凹陷区域的某些表面特征的位置和特性的系统和方法。滤波器对场景的距离图像起作用。滤波器在每个像素周围限定环形或其他周长形状，在所述像素内建立最佳拟合表面。所述像素的法线允许导出局部位移高度。所述位移高度用于建立所述物体的高度偏差，通过所述高度偏差，可以确定凸块、凹部或者其他高度位移特征。所述凸块滤波器用于通过将最小不平度映射到网格中并随后将所述网格阈值化以在具有这种不平度的表面上定位区域。具有最小成本的区域是应用标签和其他物品的可接受的候选区域，在所述区域内，一平滑表面满足需要。

【技术实现步骤摘要】
确定物体上3D表面特征和不平度的系统和方法分案申请本申请为申请号为201510041524X、申请日为2015年1月27日、题为“确定物体上3D表面特征和不平度的系统和方法”的分案申请。
本专利技术涉及用于在三维(3D)空间中确定成像的物体表面位移的机器视觉系统。
技术介绍
在制造和组装工艺中，通常可取地分析物体表面，以确定特征和/或不平度的性质。可以使用具有激光位移传感器(在本文中也称为激光束“断面仪”)的形式的机器视觉系统(在本文中也称为“视觉系统”)，来确定物体表面的位移(或“轮廓”)。激光位移传感器在与光束传播路径垂直的特定平面中使用激光束的平面幕状物或“风扇”来捕捉并且确定扫描的物体表面的(三维)轮廓。在传统的设置中，视觉系统相机组件定向为从平面的外面观看光束的平面。这种设置捕捉在物体表面上的投影线(例如，沿着物理x轴延伸)的轮廓，由于在光束(风扇)平面与相机之间的基线(即，沿着y轴的相对间隔)，所以这促使成像线表现为根据成像点的物理z轴高度(沿着图像x轴)在y轴方向变化。这种偏差表示表面的轮廓。激光位移传感器可用于广本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于距离图像确定物体表面高度变化的系统，包括：/n相机组件，生成距离图像；/n视觉系统，分析所述距离图像；/n滤波器，(a)生成所述距离图像内每一选择的像素周围的、具有平均高度的最佳拟合表面，(b)分别为所述像素中每一个建立最佳拟合表面的法线，并且(c)相对于最佳拟合表面确定所述像素中的每一个周围的区域的相对高度位移；以及/n视觉系统工具，分析由所述滤波器定位的高度位移特征；/n其中，在所述距离图像中每一选择的像素是各个独立的像素。/n

【技术特征摘要】
20140127 US 61/932,221;20140711 US 14/329,7521.一种基于距离图像确定物体表面高度变化的系统，包括：
相机组件，生成距离图像；
视觉系统，分析所述距离图像；
滤波器，(a)生成所述距离图像内每一选择的像素周围的、具有平均高度的最佳拟合表面，(b)分别为所述像素中每一个建立最佳拟合表面的法线，并且(c)相对于最佳拟合表面确定所述像素中的每一个周围的区域的相对高度位移；以及
视觉系统工具，分析由所述滤波器定位的高度位移特征；
其中，在所述距离图像中每一选择的像素是各个独立的像素。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤波器包括每个所选像素周围的后台区域，其中从所选像素中建立最佳拟合表面。


3.根据权利要求2所述的系统，其中所述滤波器包括前台区域，所述前台区域位于所述后台区域附近并且包括至少一个所选像素，其中从所选像素中确定相对高度位移。


4.根据权利要求3所述的系统，其中根据物体的尺寸和形状中的至少一个，由用户定义所述后台区域和所述前台区域中的至少一个的尺寸和形状中的至少一个。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述相机组件包括位移传感器，所述传感器在物体上投射光线并且以在高度方向定义多个位移值的方式在成像器中接收投射线的光。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述最佳拟合表面包括最佳拟合平面。


7.一种根据距离图像确定在物体表面高度变化的方法，包括：
(a)生成距离图像内的每一选择的像素周围的、具有平均高度的最佳拟合表面；
(b)分别针对所述像素中的每一个建立最佳拟合表面的法线；
(c)确定所述像素中的每一个周围的区域相对于最佳拟合表面的相对高度位移；以及
(d)通过视觉系统工具分析定位的高度位移特征；
其中，在所述距离图像中每一选择的像素是各个独立的像素。


8.一种在具有低表面不平度的表面上确定区域的系统，包括：
视觉系统工具，定位所述表面并且获取所述表面至少一部分的3D图像；
滤波器，确定所述3D图像上选择的一组像素中的每一个像素周围的区域的相对高度位移；以及
定位部件，基于所述滤波器提供的结果计算每一区域的高度位移的成本价值，并且确定容纳一预定区域的最小成本区域。


9.根据权利要求8所述的系统，其中所述预定区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿科皮扬，L·D·雅各布森，R·A·沃尔夫，
申请(专利权)人：康耐视公司，
类型：发明
国别省市：美国;US