本发明专利技术公开了一种物体表面缺陷检测方案，属于三维扫描仪技术领域，所述方法包括：用三维扫描仪扫描目标物体表面，扫描过程中三维扫描仪上光源按照标定好的光源方向标定次序分角度快速依次曝光，同时三维扫描仪对所述目标物体表面进行图像采集，得到第一图像；通过光度立体法三维重建技术，基于对所述光源方向进行标定时得到的光源方向矩阵，获取目标物体表面的法向量矩阵与反射率分布矩阵；基于所述法向量矩阵生成所述目标物体表面的梯度分布矩阵；基于所述梯度分布矩阵与所述反射率分布矩阵，检测所述目标物体表面存在的凹凸瑕疵与划痕。通过本发明专利技术提供的物体表面缺陷检测方案，对缺陷的检测更加全面、定位更加精准。定位更加精准。定位更加精准。
【技术实现步骤摘要】
一种物体表面缺陷检测方法和装置、三维扫描仪
[0001]本专利技术涉及三维扫描仪
，尤其涉及一种物体表面缺陷检测方法和装置、三维扫描仪。
技术介绍
[0002]三维扫描仪是一种科学仪器，用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状与外观数据。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。三维扫描仪的用途是创建物体几何表面的点云，这些点可用来插补成物体的表面形状，越密集的点云可以创建更精确的模型，基于点云创建模型的过程称作三维重建。若三维扫描仪能够获取表面颜色，则可进一步在重建的表面上粘贴材质贴图，亦即所谓的材质印射。
[0003]现有的三维扫描仪受分辨率的限制难以检测识别出物体表面细小的凹凸瑕疵与划痕，最终影响所创建三维模型的精准度。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种物体表面缺陷检测方法和装置、三维扫描仪，能够解决现有的三维扫描仪难以检测识别出物体表面细小凹凸瑕疵与划痕的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术实施例提供了一种物体表面缺陷检测方法，其中该方法应用于三维扫描仪，所述方法包括：
[0007]使用三维扫描仪扫描目标物体表面，扫描过程中三维扫描仪上光源按照标定好的光源方向标定次序分角度快速依次曝光，同时三维扫描仪对所述目标物体表面进行图像采集，得到第一图像；
[0008]通过光度立体法三维重建技术，基于对所述光源方向进行标定时得到的光源方向矩阵，获取目标物体表面的法向量矩阵与反射率分布矩阵；
[0009]基于所述法向量矩阵生成所述目标物体表面的梯度分布矩阵；
[0010]基于所述梯度分布矩阵与所述反射率分布矩阵，检测所述目标物体表面存在的凹凸瑕疵与划痕。
[0011]可选地，在使用三维扫描仪扫描目标物体表面的步骤之前，所述方法还包括：
[0012]通过反射率已知的空间曲面物体，对所述三维扫描仪上光源方向进行标定，得到光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵。
[0013]可选地，所述通过反射率已知的空间曲面物体，对三维扫描仪的光源方向进行标定，得到光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵的步骤，包括：
[0014]使用所述三维扫描仪扫描反射率已知的空间曲面物体，三维扫描仪的光源分角度快速依次曝光，同时所述三维扫描仪对所述空间曲面物体进行图像采集，得到第二图像；
[0015]基于所述第二图像获得所述空间曲面物体表面点云数据；
[0016]依据所述点云数据确定所述空间曲面物体表面法向量矩阵；
[0017]基于所述第二图像的灰度矩阵和法向量矩阵，获得所述三维扫描仪上光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵。
[0018]可选地，所述基于所述第二图像获得所述空间曲面物体表面点云数据的步骤，包括：
[0019]确定所述第二图像中的全亮图像和编码图像；
[0020]经过多目成像操作对所述全亮图像和编码图像进行处理，得到所述空间曲面物体表面点云数据。
[0021]可选地，基于所述第二图像的灰度矩阵和法向量矩阵，获得所述三维扫描仪上光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵的步骤，包括：
[0022]针对光源照下的任意像素，基于预设的参照物体的空间曲面方程求解各像素处的曲面法向量；
[0023]基于所述曲面法向量、反射光照、所述像素处的反射率、光照处法向量以及预设方程组，计算得到所述像素处的单位光源入射向量；
[0024]通过所述光源照射下的各像素处的单位光源入射向量，得到所述三维扫描仪上光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵。
[0025]可选地，所述基于所述法向量矩阵生成所述目标物体表面的梯度分布矩阵的步骤，包括：
[0026]基于所述法向量矩阵，确定图像的梯度在X、Y方向上的分布；
[0027]依据所述图像的梯度在X、Y方向上的分布，得到图像的梯度分布；
[0028]基于图像梯度分布，确定所述目标物体表面梯度分布矩阵。
[0029]可选地，所述基于所述梯度分布矩阵与所述反射率分布矩阵，检测所述目标物体表面存在的凹凸瑕疵与划痕的步骤包括：
[0030]将所述梯度分布矩阵、反射率分布矩阵与所述三维扫描仪相机采集到的图像灰度矩阵进行融合，形成多通道的待检测目标表面信息；
[0031]基于所述多通道的待检测目标表面信息，对所述目标物体表面存在的缺陷进行检测。
[0032]本专利技术实施例还提供了一种物体表面缺陷检测装置，应用于三维扫描仪，所述装置包括：
[0033]控制模块，用于使用三维扫描仪扫描目标物体表面，扫描过程中三维扫描仪上光源按照标定好的光源方向标定次序分角度快速依次曝光，同时三维扫描仪对所述目标物体表面进行图像采集，得到第一图像；
[0034]获取模块，用于通过光度立体法三维重建技术，基于对所述光源方向进行标定时得到的光源方向矩阵，获取目标物体表面的法向量矩阵与反射率分布矩阵；
[0035]生成模块，用于基于所述法向量矩阵生成所述目标物体表面的梯度分布矩阵；
[0036]检测模块，用于基于所述梯度分布矩阵与所述反射率分布矩阵，检测所述目标物体表面存在的凹凸瑕疵与划痕。
[0037]可选地，所述装置还包括：
[0038]标定模块，用于在所述控制模块使用三维扫描仪扫描目标物体表面之前，通过反射率已知的空间曲面物体，对所述三维扫描仪上光源方向进行标定，得到光源分角度快速
依次曝光时的光源方向矩阵。
[0039]可选地，所述标定模块包括：
[0040]第一子模块，用于使用所述三维扫描仪扫描反射率已知的空间曲面物体，三维扫描仪的光源分角度快速依次曝光，同时所述三维扫描仪对所述空间曲面物体进行图像采集，得到第二图像；
[0041]第二子模块，用于基于所述第二图像获得所述空间曲面物体表面点云数据；
[0042]第三子模块，用于依据所述点云数据确定所述空间曲面物体表面法向量矩阵；
[0043]第四子模块，用于基于所述第二图像的灰度矩阵和法向量矩阵，获得所述三维扫描仪上光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵。
[0044]可选地，所述第二子模块具体用于：
[0045]确定所述第二图像中的全亮图像和编码图像；经过多目成像操作对所述全亮图像和编码图像进行处理，得到所述空间曲面物体表面点云数据。
[0046]可选地，所述第四子模块具体用于：
[0047]针对光源照下的任意像素，基于预设的参照物体的空间曲面方程求解各像素处的曲面法向量；
[0048]基于所述曲面法向量、反射光照、所述像素处的反射率、光照处法向量以及预设方程组，计算得到所述像素处的单位光源入射向量；
[0049]通过所述光源照射下的各像素处的单位光源入射向量，得到所述三维扫描仪上光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵。
[0050]可选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种物体表面缺陷检测方法，其特征在于，应用于三维扫描仪，所述方法包括：使用三维扫描仪扫描目标物体表面，扫描过程中三维扫描仪上光源按照标定好的光源方向标定次序分角度快速依次曝光，同时三维扫描仪对所述目标物体表面进行图像采集，得到第一图像；通过光度立体法三维重建技术，基于对所述光源方向进行标定时得到的光源方向矩阵，获取目标物体表面的法向量矩阵与反射率分布矩阵；基于所述法向量矩阵生成所述目标物体表面的梯度分布矩阵；基于所述梯度分布矩阵与所述反射率分布矩阵，检测所述目标物体表面存在的凹凸瑕疵与划痕。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在使用三维扫描仪扫描目标物体表面的步骤之前，所述方法还包括：通过反射率已知的空间曲面物体，对所述三维扫描仪上光源方向进行标定，得到光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述通过反射率已知的空间曲面物体，对三维扫描仪的光源方向进行标定，得到光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵的步骤，包括：使用所述三维扫描仪扫描反射率已知的空间曲面物体，三维扫描仪的光源分角度快速依次曝光，同时所述三维扫描仪对所述空间曲面物体进行图像采集，得到第二图像；基于所述第二图像获得所述空间曲面物体表面点云数据；依据所述点云数据确定所述空间曲面物体表面法向量矩阵；基于所述第二图像的灰度矩阵和法向量矩阵，获得所述三维扫描仪上光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二图像获得所述空间曲面物体表面点云数据的步骤，包括：确定所述第二图像中的全亮图像和编码图像；经过多目成像操作对所述全亮图像和编码图像进行处理，得到所述空间曲面物体表面点云数据。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述第二图像的灰度矩阵和法向量矩阵，获得所述三维扫描仪上光源分角度快速依次曝光时的光源方向矩阵的步骤，包括：针对光源照下的任意像素，基于预设的参照物体的空间曲面方程求解各像素处的曲面法向量；基于所述曲面法向量、反射光照、所述像素处的反射率、光照处法向量以及预设方程组，计算得...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢健飞，李熙玉，李红，
申请(专利权)人：杭州启源视觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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