一种三维轮廓仪、三维轮廓建立方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种三维轮廓仪、三维轮廓建立方法、装置和电子设备，三维轮廓仪，包括：第一面阵相机、第二面阵相机、激光器、处理器；激光器设置于第一面阵相机与第二面阵相机之间；第一镜头的镜头平面、第一面阵传感器的成像平面、第二镜头的镜头平面、第二面阵传感器的成像平面、激光器的激光平面相交于同一直线；处理器用于结合第一激光灰度图像及第二激光灰度图像，确定待测量物体的三维轮廓。采用双相机多角度拍摄，有效减少拍摄盲区，因此可以拍摄物体整体的三维数据，减少盲区带来的漏检问题，同时可以根据两个面阵相机中的成像差异判断并去除杂光等干扰，可以有效提升设备应对杂光、反光等干扰的鲁棒性。反光等干扰的鲁棒性。反光等干扰的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种三维轮廓仪、三维轮廓建立方法、装置和电子设备


[0001]本申请涉及视觉检测
，特别是涉及一种三维轮廓仪、三维轮廓建立方法、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]在工业生产检测中，越来越多的检测需要3D(Three Dimensions，三维)数据，包括测量的需求，不仅需要长宽等X/Y方向的数据，也要求测量Z向的高度。目前应用于工业测量检测领域的技术，主要是以激光三角法、结构光相位计算和双目立体标定的方式计算三维数据，其中使用三角法的线激光3D相机，扫描速度不高，且X/Y向精度不高，单线点数基本在3K左右；结构光投影技术通常需要投射多张图像，物体基本是需要静止状态拍摄，因此效率不高，其使用的投影装置分辨率也不高，因此大视野投影下精度非常受限；双目立体视觉通常是使用面阵相机分别进行标定，其拍摄方式和2D面阵相机使用方式一样，也主要适用于方正的物体拍摄，同样用于拍摄静止物体。
[0003]相关的线激光3D相机如图1所示，主体光学结构由1个激光发射器和1个面阵工业相机组成，在相机发生位移后，会存在一定的视野盲区。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维轮廓仪，其特征在于，包括：第一面阵相机、第二面阵相机、激光器、处理器；所述第一面阵相机包括第一面阵传感器及第一镜头，所述第二面阵相机包括第二面阵传感器及第二镜头；所述激光器设置于所述第一面阵相机与所述第二面阵相机之间；所述第一镜头的镜头平面、所述第一面阵传感器的成像平面、所述第二镜头的镜头平面、所述第二面阵传感器的成像平面、所述激光器的激光平面相交于同一直线；所述激光器用于发射激光；所述第一面阵相机用于采集待测量物体的第一激光灰度图像；所述第二面阵相机用于采集所述待测量物体的第二激光灰度图像；所述处理器用于结合所述第一激光灰度图像及所述第二激光灰度图像，确定所述待测量物体的三维轮廓。2.根据权利要求1所述的三维轮廓仪，其特征在于，所述激光器为线激光器，所述线激光器用于发射线激光。3.根据权利要求1或2所述的三维轮廓仪，其特征在于，所述处理器具体用于：将所述第一激光灰度图像及所述第二激光灰度图像转换到同一相机坐标系下，并对同一相机坐标系下的第一激光灰度图像及第二激光灰度图像进行融合得到第一融合图像；对所述第一融合图像进行激光条纹中心点的检测，得到所述激光条纹中心点的第一相机坐标；将所述激光条纹中心点的第一相机坐标转换到三维空间坐标系中，得到所述激光条纹中心点的第一三维点云坐标；根据所述激光条纹中心点的第一三维点云坐标，确定所述待测量物体的三维轮廓。4.根据权利要求1或2所述的三维轮廓仪，其特征在于，所述处理器具体用于：对所述第一激光灰度图像进行激光条纹中心点的检测得到第一中心点区域，对所述第二激光灰度图像进行激光条纹中心点的检测得到第二中心点区域；将所述第一中心点区域及所述第二中心点区域转换到同一相机坐标系下；对同一相机坐标系下的第一中心点区域及第二中心点区域进行融合，得到中心点融合区域；获取所述中心点融合区域在所述同一相机坐标系下的第二相机坐标，并将所述第二相机坐标转换到三维空间坐标系中，得到第二三维点云坐标；根据所述第二三维点云坐标，确定所述待测量物体的三维轮廓。5.根据权利要求4所述的三维轮廓仪，其特征在于，所述处理器具体用于：按照同一相机坐标系下的第一中心点区域及第二中心点区域中各中心点像素列的位置，建立第一中心点区域中的中心点像素列与第二中心点区域中的中心点像素列的对应关系；针对任意具备对应关系的两列中心点像素列，计算该两列中心点像素列之间的差异度；若所述差异度小于预设差异度阈值，采用均值融合的方式对该两列中心点像素列进行融合，得到该两列中心点像素列的像素融合列；若所述差异度不小于预设差异度阈值，分别确定该两列中心点像素列中各中心点像素列的可信度，在该两列中心点像素列中选取可信度最高的中心点像素列作为该两列中心点像素列的像素融合列；其中，所述中心点融合区域包括各像素融合列。6.根据权利要求1或2所述的三维轮廓仪，其特征在于，所述处理器具体用于：对所述第一激光灰度图像进行激光条纹中心点的检测得到第一中心点区域；对所述第二激光灰度图像进行激光条纹中心点的检测得到第二中心点区域；获取所述第一中心点区域在所述第一
激光灰度图像的相机坐标系中的第三相机坐标，将所述第三相机坐标转换到三维空间坐标系中，得到第三三维点云坐标；获取所述第二中心点区域在所述第二激光灰度图像的相机坐标系中的第四相机坐标，将所述第四相机坐标转换到所述三维空间坐标系中，得到第四三维点云坐标；根据所述第三三维点云坐标及所述第四三维点云坐标进行点云融合，得到融合三维点云坐标；根据所述融合三维点云坐标，确定所述待测量物体的三维轮廓。7.根据权利要求6所述的三维轮廓仪，其特征在于，所述处理器具体用于：获取所述第三三维点云坐标表示的各中心点与所述第四三维点云坐标表示的各中心点的对应关系；针对任意具备对应关系的两个中心点，根据所述第三三维点云坐标及所述第四三维点云坐标，计算该两个中心点之间的距离；若所述距离小于预设距离阈值，采用均值融合的方式对该两个中心点进行融合，得到该两个中心点的融合中心点；若所述距离不小于预设距离阈值，分别确定该两个中心点中各中心的可信度，在该两个中心点中选取可信度最高的中心点作为该两个中心点的融合中心点；其中，所述融合三维点云坐标包括各融合中心点的三维点云坐标。8.一种三维轮廓建立方法，其特征在于，应用于权利要求1
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7任一所述的三维轮廓仪，所述方法包括：获取由第一面阵相机采集的待测量物体的第一激光灰度图像及由第二面阵相机采集的所述待测量物体的第二激光灰度图像；结合所述第一激光灰度图像及所述第二激光灰度图像，确定所述待测量物体的三维轮廓。9.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天一，龙学雄，
申请(专利权)人：杭州海康机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：