基于数控机床的高精度三维重建方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于数控机床的高精度三维重建方法和装置，其中，上述方法包括：将目标物体或拍摄装置固定在数控机床上，当数控机床的主轴移动时，所述目标物体和所述拍摄装置之间发生相对位移；根据设定的拍摄精度和拍摄装置的帧率，获得数控机床的主轴的移动速度；基于所述移动速度控制数控机床的主轴移动并控制所述拍摄装置按照所述帧率对目标物体进行拍摄，获得不同景深的图像序列；采用三维重建模型处理所述图像序列获得目标物体的三维重建结果。与现有技术相比，本发明专利技术方案通过直接在数控机床上完成高精度拍摄，然后采用三维重建模型进行目标物体表面的三维重建，从而在数控机床的加工现场获得目标物体表面的高精度三维重建结果。度三维重建结果。度三维重建结果。

【技术实现步骤摘要】
基于数控机床的高精度三维重建方法和装置


[0001]本专利技术涉及三维检测
，尤其涉及的是一种基于数控机床的高精度三维重建方法和装置。

技术介绍

[0002]物体表面的三维测量是现代测试技术的一个重要分支，随着现代科学技术的发展和现代制造业的进步，人们对物体表面的三维测量提出了越来越高的要求。
[0003]直接采用显微镜检测时，由于物体表面结构的凹凸不平以及显微镜的景深限制，得到的图像存在局部离焦的情况。在观测较大视场时还需要对局部离焦部分再进行测量，这大大增加了操作者的检测难度，并且难以避免地产生一定的人为误差。
[0004]使用现有的三维检测设备进行检测时，需要将其取下，拿到专门的检测室里面去测量，无法现场获得相关的数据，从而当场反映当时的加工状况；并且检测设备控制平台的移动精度并不高，导致测量的精度范围不够精确。
[0005]因此，现有技术还有待改进和发展。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种基于数控机床的高精度三维重建方法和装置，旨在解决现有技术中无法在加工现场实现高精度三维重建的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于数控机床的高精度三维重建方法，其中，上述方法包括：
[0008]预先将目标物体或拍摄装置固定在数控机床上，当数控机床的主轴移动时，所述目标物体和所述拍摄装置之间发生相对位移；
[0009]根据设定的拍摄精度和拍摄装置的帧率，获得数控机床的主轴的移动速度；
[0010]基于所述移动速度控制数控机床的主轴移动并控制所述拍摄装置按照所述帧率对目标物体进行拍摄，获得不同景深的图像序列；
[0011]采用三维重建方法处理所述图像序列获得目标物体的三维重建结果。
[0012]可选的，预先将所述目标物体和所述拍摄装置相对置的固定在数控机床的主轴上和与所述主轴相对的一端。
[0013]可选的，所述拍摄装置对目标物体进行拍摄，包括：
[0014]通过显微镜对所述目标物体进行聚焦，获得景深图像；
[0015]当数控机床的主轴移动时，控制工业摄像机摄制所述景深图像，获得景深视频；
[0016]对所述景深视频进行处理获得所述图像序列。
[0017]可选的，所述对所述景深视频进行处理获得所述图像序列，包括：
[0018]根据所述目标物体的最大景深差值和所述拍摄精度，获得所述景深视频的关键帧的数量；
[0019]从所述景深视频中提取所述数量的关键帧，并组合所述关键帧，获得所述图像序
列。
[0020]可选的，所述基于所述移动速度控制数控机床主轴移动并控制所述拍摄装置按照所述帧率对目标物体进行拍摄前，还包括：
[0021]根据最大景深定位点确定所述目标物体与所述拍摄装置之间的初始距离，所述最大景深定位点为所述目标物体表面的最深的凹点或所述目标物体表面的最高的凸点。
[0022]可选的，所述根据设定的拍摄精度和拍摄装置的帧率，获得数控机床的主轴的移动速度，包括：
[0023]获得所述目标物体表面的凹点与凸点之间的最大景深差值；
[0024]根据所述拍摄精度和所述最大景深差值，获得所述图像序列的图像总数；
[0025]根据所述图像总数和所述帧率获得所述数控机床的主轴的移动速度。
[0026]可选的，所述采用三维重建方法处理所述图像序列获得目标物体的三维重建结果后，还包括：
[0027]根据所述三维重建结果，获得刀具磨损值；
[0028]将所述刀具磨损值传输给数控机床的可编程控制器；
[0029]所述可编程控制器根据所述刀具磨损值对加工参数进行修正。
[0030]可选的，基于所述移动速度控制所述控制数控机床的主轴移动，包括：
[0031]将所述移动速度发送给数控机床的可编程控制器，通过所述可编程控制器控制数控机床按照所述移动速度移动。
[0032]为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种基于数控机床的高精度三维重建装置，包括：
[0033]拍摄装置，用于对目标物体进行拍摄，获得不同景深的图像序列；
[0034]控制装置，用于控制数控机床的主轴移动和控制拍摄装置进行拍摄；
[0035]处理装置，用于采用三维重建模型处理图像序列获得目标物体的三维重建结果。
[0036]可选的，所述拍摄装置包括：工业摄像机和显微镜。
[0037]由上述可见，本专利技术的基于数控机床的高精度三维重建方法和装置，通过将目标物体或拍摄装置固定在数控机床上，基于数控机床的主轴的高移动精度，对目标物体表面进行高精度拍摄获得不同景深的图像序列，然后采用三维重建模型对获得的图像序列进行目标物体表面的三维重建，从而在数控机床的加工现场获得目标物体表面的高精度三维重建结果。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0039]图1是本专利技术实施例提供的基于数控机床的高精度三维重建方法的流程示意图；
[0040]图2是本专利技术实施例提供的一种基于数控机床的高精度三维重建装置的结构示意图。
具体实施方式
[0041]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况下，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0042]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0043]还应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0044]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0045]如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当
…
时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似的，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述的条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0046]下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数控机床的高精度三维重建方法，其特征在于，包括：预先将目标物体或拍摄装置固定在数控机床上，当数控机床的主轴移动时，所述目标物体和所述拍摄装置之间发生相对位移；根据设定的拍摄精度和拍摄装置的帧率，获得数控机床的主轴的移动速度；基于所述移动速度控制数控机床的主轴移动并控制所述拍摄装置按照所述帧率对目标物体进行拍摄，获得不同景深的图像序列；采用三维重建模型处理所述图像序列获得目标物体的三维重建结果。2.如权利要求1所述的基于数控机床的高精度三维重建方法，其特征在于，预先将所述目标物体和所述拍摄装置相对置的固定在数控机床的主轴上和与所述主轴相对的一端。3.如权利要求1所述的基于数控机床的高精度三维重建方法，其特征在于，所述拍摄装置对目标物体进行拍摄，包括：通过显微镜对所述目标物体进行聚焦，获得景深图像；当数控机床的主轴移动时，控制工业摄像机摄制所述景深图像，获得景深视频；对所述景深视频进行处理获得所述图像序列。4.如权利要求3所述的基于数控机床的高精度三维重建方法，其特征在于，所述对所述景深视频进行处理获得所述图像序列，包括：根据所述目标物体的最大景深差值和所述拍摄精度，获得所述景深视频的关键帧的数量；从所述景深视频中提取所述数量的关键帧，并组合所述关键帧，获得所述图像序列。5.如权利要求1所述的基于数控机床的高精度三维重建方法，其特征在于，所述基于所述移动速度控制数控机床主轴移动并控制所述拍摄装置按照所述帧率对目标物体进行拍摄前，还包括：根据最大景深定位点确定所述目标物体与所述拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，陈伟，张亮，罗显博，高华桂，林德权，王浩贤，甘爱芬，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：