一种高速双相机三维检测系统及方法技术方案

本发明专利技术具体公开了一种高速双相机三维检测系统及方法，包括投影装置、第一图像采集装置、第二图像采集装置和处理器，投影装置用于向待测物体表面投射结构光图案；第一图像采集装置用于采集投影装置的部分投影区域图案，该采集区域被配置成第一采集区域；第二图像采集装置用于采集投影装置的部分投影区域图案，该采集区域被配置成第二采集区域，第二采集区域和第一采集区域部分重叠；处理器用于获取采集到的图像，根据图像进行分析计算，获得待测物体的高度信息。通过设置第一图像采集装置和第二图像采集装置，处理器获得采集到的图像并处理，在相同采集速度下获得更大区域的高度信息，提高了检测速度。提高了检测速度。提高了检测速度。

【技术实现步骤摘要】
一种高速双相机三维检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及三维检测设备
，具体涉及一种高速双相机三维检测系统及方法。

技术介绍

[0002]三维扫描技术在工业检测、机器人导航、逆向工程以及目标识别等领域获得了广泛的应用。特别是在工业自动化以及电子领域，需要获得测量目标的精准三维尺寸以及面型。在电子装配行业，需要通过机器视觉对表面贴装生产线的锡膏粘贴质量以及电路板上的元器件进行检测，通常采用3D锡膏检测设备（3D SPI）检测锡膏印刷的品质，采用三维光学检测设备（3D AOI）检测PCB板过炉焊接后的质量，一次提高产品的良品率。3D SPI/ AOI设备一般由投射光源结合工业相机、镜头、二维光源、图像采集卡以及核心软件五个部分组成。投射光源投射结构光到电路板表面，相机采集结构光图案分析处理，快速精准的获得电路板上锡膏印刷的高度信息，剔除不良品。投射光源部分当前采用的技术包括线激光和面投影装置，3D SPI设备也有采用grating结合机械推动的模式产生结构光，面投影装置由于速度快不需要机械推动等优势成为目前3D SPI设备的主流技术。中国专利公开号CN211042118U一种三维检测系统及方法，该系统包括：第一投影装置，用于向待测样品投射第一波段的光信号；第二投影装置，用于向待测样品投射第二波段的光信号，第二波段与第一波段为不同波段，第一波段的光信号和第二波段的光信号在待测样品上的投影区域部分重合；图像采集装置，设置在待测样品的上方，用于采集第一投影装置的投影区域和第二投影装置的投影区域的图像；处理器，用于获取图像采集装置采集的图像，根据图像对待测样品的规格参数进行计算，确定待测样品的规格参数。该检测系统通过两个投影装置来获得两个投影区域，再利用一个图像采集装置采集两个投影区域的图像，该检测系统虽然可以获得待测样品更大区域的信息，在一定程度上提高了检测效率，但是由于图像采集装置的分辨率有所限制，因此图像采集装置的采集面积不能过大，检测精度和检测速度均受到限制，该检测系统和检测方法由一个图像采集装置对两个投影区域采集，无法满足高检测精度和高检测速度的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高速双相机三维检测系统、方法及存储介质，以提升检测速度和检测精度。
[0004]一种高速双相机三维检测系统，包括至少一个投影装置、第一图像采集装置、第二图像采集装置和处理器，所述投影装置用于向待测物体表面投射至少一种结构光图案；所述第一图像采集装置和第二图像采集装置均设置在待测物体的上方，第一图像采集装置用于采集所述投影装置的部分投影区域图案，该采集区域被配置成第一采集区域；所述第二图像采集装置用于采集所述投影装置的部分投影区域图案，该采集区域被配置成第二采集区域，所述第二采集区域和所述第一采集区域部分重叠；所述处理器用于获取所述第一图
像采集装置和第二图像采集装置采集到的图像，根据采集到的图像进行分析计算，获得待测物体的高度信息。
[0005]可选的，所述投影装置的数量为至少一个，所述第一图像采集装置和第二图像采集装置平行设置，并位于所述投影装置一侧。这样设置能够使得投影装置向待测物体表面投射面积较大，第一图像采集装置和第二图像采集装置更加方便采集投影装置的投影区域部分图案可选的，所述处理器包括高度计算模块，所述高度计算模块包括初始化模块、采集模块、3D重建模块、数据融合模块和输出模块，所述初始化模块用于导入预先设置或标定的投影装置和第一图像采集装置、第二图像采集装置之间的位置关系或标定参数等；所述采集模块用于采集第一图像采集装置和第二图像采集装置采集到的图像序列；所述3D重建模块用于分别计算第一采集区域和第二采集区域的高度数据；所述数据融合模块用于将第一采集区域中与第二采集区域的重叠区域、第二采集区域中与第一采集区域的重叠区域的高度数据融合；所述输出模块用于输出待测物体的高度信息。
[0006]与上述的高速双相机三维检测系统相匹配，本专利技术还提供一种高速双相机三维检测方法，应用于上述的高速双相机三维检测系统，包括：S10、利用投影装置向待测物体表面投射结构光图案；S20、利用第一图像采集装置和第二图像采集装置采集投影区域图案；S30、通过处理器分析投影区域图案以获取待测物体的高度信息。
[0007]可选的，所述步骤S30具体为：S300、利用处理器中的初始化模块导入预先设置或标定的投影装置和第一图像采集装置、第二图像采集装置之间的位置关系或标定参数等；S301、利用采集模块获取第一图像采集装置和第二图像采集装置采集到的图像序列；S302、利用3D重建模块分别计算第一采集区域和第二采集区域的高度数据；S303、利用数据融合模块将第一采集区域中与第二采集区域的重叠区域、第二采集区域中与第一采集区域的重叠区域的高度数据融合。
[0008]有益效果：本专利技术通过一个投影装置生成投影区域，通过第一图像采集装置和第二图像采集装置采集投影区域，在保证第一图像采集装置和第二图像采集装置的采集到的图像精度的前提下，获得两个检测区域，处理器获得第一采集区域和第二采集区域内的采集到的图像并进行处理，在同样的投影区域具有更高的图像分辨率和更快的数据传输和处理速度，从而提升了三维检测速度和检测精度。
附图说明
[0009]图1为本专利技术提供的一种高速双相机三维检测系统的结构示意图。
[0010]图2为本专利技术提供的一种处理器的内部模块示意图。
[0011]图3为本专利技术提供的第一图像采集装置和第二图像采集装置前后排列时的结构示意图。
[0012]图4为本专利技术提供的第一图像采集装置和第二图像采集装置左右排列时的结构示意图。
[0013]图5为在图3的排列方式下获取的投影区域和采集区域的结构示意图。
[0014]图6为在图4的排列方式下获取的投影区域和采集区域的结构示意图。
[0015]图7为本专利技术提供的一种高速双相机三维检测方法的流程框图。
[0016]图8为本专利技术提供的一种处理器处理方法的流程框图。
[0017]附图标记说明：1、投影装置；2、第一图像采集装置；3、第二图像采集装置； 5、处理器；10、投影区域；20、第一采集区域；30、第二采集区域；31、重叠区域；50、初始化模块；51、采集模块；52、3D重建模块；53、数据融合模块；54、输出模块。
具体实施方式
[0018]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0019]在本专利技术中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制；术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速双相机三维检测系统，其特征在于，包括：至少一个投影装置，用于向待测物体表面投射至少一种结构光图案；第一图像采集装置，设置在待测物体的上方，用于采集所述投影装置的部分投影区域图案，该采集区域被配置成第一采集区域；第二图像采集装置，设置在待测物体的上方，用于采集所述投影装置的部分投影区域图案，该采集区域被配置成第二采集区域，所述第二采集区域和所述第一采集区域部分重叠；处理器，用于获取所述第一图像采集装置和第二图像采集装置采集到的图像，根据采集到的图像进行分析计算，获得待测物体的高度信息。2.根据权利要求1所述的一种高速双相机三维检测系统，其特征在于，所述投影装置的数量为至少一个，所述第一图像采集装置和第二图像采集装置平行设置，并位于所述投影装置一侧。3.根据权利要求1所述的一种高速双相机三维检测系统，其特征在于，所述处理器包括高度计算模块，所述高度计算模块包括：初始化模块，所述初始化模块用于导入预先设置或标定的投影装置和第一图像采集装置、第二图像采集装置之间的位置关系或标定参数等；采集模块，所述采集模块用于采集第一图像采集装置和第二图像采集装置采集到的图像序列；3D重建模块，所述3D重建模块用于分别计...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泰，王曌，
申请(专利权)人：英特维科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：