一种内窥三维检测方法技术

本发明专利技术属于物体表面三维重建技术领域，提出了一种内窥三维检测方法，将特征匹配点在像素坐标系下的偏振重建稠密点云与阴影重建稠密点云和世界坐标系下的立体视觉特征匹配点的稀疏点云进行转换，构建最小误差模型，将三者融合后得到世界坐标系下三维重建坐标，该方法可以避免传统三维内窥检测方法不能获取物体完整坐标的不足，得到各个像素点的稠密点云，并且得到的重建结果更接近实际物体，同时利用边缘检测的方法得到二维图像中待测曲线，并利用相同方法映射到世界坐标系中得到融合的三维点坐标，利用多项式拟合与欧氏距离计算的方法得到三维曲线的长度值。

【技术实现步骤摘要】
一种内窥三维检测方法
本专利技术属于物体表面三维重建
，具体涉及一种联合立体视觉与偏振重建、阴影重建的内窥三维检测方法。
技术介绍
内窥检测技术不需要拆卸、破坏被检部件就能通过狭窄通道将内部状况传递出来，它越来越多地应用于电子、船舶工业、机械制造等领域。为工业设备内部缺陷的检测提供了便利。随着现代科技的提高，具有复杂曲面的产品越来越多，因此，研究能够准确检测目标缺陷位置与大小的三维内窥检测技术具有十分重要的意义。目前三维工业内窥镜大多是利用双目立体视觉的方法。双目立体视觉方法是由左右图像对获取物体三维信息的方法，通过几何成像原理计算同一物点所形成的两图像像素间的位置偏差来获得视差图，从而得到被摄场景的三维信息。KazuhideHasegawa和YukioSato提出了一种将空间编码、激光扫描和三维内窥镜相结合的系统，利用内窥镜实现高速三维测量的技术。MicheleM.Fenske等人提出了一种基于单液晶透镜立体内窥镜的设计方案。内窥镜采用单光学系统，以切换方式收集左视图和右视图，适用于使用超小内窥镜的3D可视化应用。AntonSc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内窥三维检测方法，其特征在于，包括：/nS1、在像素坐标系下，将物体旋转角度Δα前后得到的两幅图像进行特征检测与匹配，得到特征匹配点的坐标分别为(u

【技术特征摘要】
1.一种内窥三维检测方法，其特征在于，包括：
S1、在像素坐标系下，将物体旋转角度Δα前后得到的两幅图像进行特征检测与匹配，得到特征匹配点的坐标分别为(ui,vi)和对所述特征匹配点重建得到世界坐标系下所述物体的立体视觉重建稀疏点云(Xi,Yi,Zi)，其中i＝1,2,...,n，n为所述特征匹配点的个数；
S2、通过分析所述物体表面反射光的不同偏振状态，获得所述物体的偏振重建表面的法向量，由此获取像素坐标系下所述物体的偏振重建稠密点云其中，r＝1,2,...,m，m为探测器上所有像素点的个数；
S3、利用所述探测器接收到的亮度E求解所述物体的阴影重建表面的法向量，由此获取在所述像素坐标系下所述物体的阴影重建稠密点云
S4、将所述偏振重建稠密点云与所述阴影重建稠密点云变换到立体视觉所在的世界坐标系中，得到所述世界坐标系下所述物体的偏振重建稠密点云与阴影重建稠密点云
S5、构建多元线性回归模型得到所述世界坐标系下所述物体的三维重建坐标(Xr,Yr,Zr)。


2.根据权利要求1所述的内窥三维检测方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：
S201、通过获取所述物体在0°、45°、90°和135°四个偏振态时的偏振图像求取斯托克斯矢量S；
S202、计算所述物体的表面反射光的偏振度P和偏振相角φ，得到所述物体的表面反射光的偏振度P与天顶角θ的关系：



其中，n为所述物体的折射率；
S203、根据所述偏振相角φ调整方位角，使所述物体的偏振重建表面法向量指向所述物体的外部，并求取所述物体的表面法向量



其中，p、q为所述偏振重建表面法向量的梯度场；
S204、利用梯度积分算法计算得到所述像素坐标系下所述偏振重建稠密点云


3.根据权利要求1所述的内窥三维检测方法，其特征在于，步骤S3还包括以下步骤：
S301、所述探测器接收到的亮度E由下式获取：



其中，p'、q'为阴影重建表面法线的梯度场，
ρ为所述物体的表面的反照率，
I为光照强度；
S302、加入亮度约束、光滑约束和可积性约束条件求解所述像素坐标系下所述物体的阴影重建表面的法向量



S...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕金光，梁静秋，谷韵婷，王惟彪，秦余欣，陶金，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22