一种基于3D点云的物体厚度测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于3D点云的物体厚度测量方法，依次包括以下步骤：步骤1、提取物体上表面和下表面的标志点轮廓，提取上表面和下表面的标志点轮廓内的三维点云信息，并利用上表面和下表面标志点点云信息分别拟合平面，即为平面1和平面2；步骤2、在测量厚度的区域设置ROI，并提取ROI中的三维点云信息；步骤3、计算上表面ROI中每个点至平面1的距离，并求平均值为d1；步骤4、计算下表面ROI中每个点至平面2的距离，并求平均值为d2；步骤5、根据公式d＝d0+d1

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D点云的物体厚度测量方法


[0001]本专利技术涉及计算机视觉相关
，尤其涉及一种基于3D点云的物体厚 度测量方法。

技术介绍

[0002]工业生产的质量管理中，测量非常重要，可以从技术上保证生产的标准和 质量。而加工产品中最重要的环节之一就是检测机械零件的尺寸，其检测结果 对产品的质量以及零件的装配与加工都非常重要。
[0003]当前测量常规零件尺寸的主要手段是利用轮廓仪、激光测量仪或者游标卡 尺等测量工具，不但成本非常昂贵，还存在操作复杂、精度低等缺陷。机器视 觉的发展解决了这些问题，机器视觉在工业上应用领域广阔，核心功能包括： 测量、检测、识别、定位等，并拥有精确度高、速度快、稳定性高等优势。
[0004]目前绝大多数机器视觉技术都是基于2D图像进行检测的，但是利用2D图 像往往很难检测出物体的厚度，因此需要使用3D视觉技术，3D视觉还处于起 步阶段，许多应用程序都在使用3D表面重构，包括导航、工业检测、逆向工程、 测绘、物体识别、测量与分级等，但精度问题限制了3D视觉在很多场景的应用。
[0005]现有技术中的测量方法：
[0006]方案1：将待测量物体放置在基准平面上，利用3D结构光技术生成点云， 在基准平面上拟合平面，计算待检测区域相对于基准平面的段差即为物体厚度。
[0007]方案2：利用3D结构光技术生成物体上下表面点云数据，在下表面待测量 区域拟合平面，计算上表面待测量区域至该平面的段差即为物体厚度。
[0008]上述方案的缺点：/>[0009]1、鲁棒性低，数据跳动较大；
[0010]2、只能测量平坦物体的厚度，无法准确测量翘曲物体的实际厚度。
[0011]有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种基于3D点 云的物体厚度测量方法，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现思路

[0012]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于3D点云的物体厚度测 量方法。
[0013]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0014]一种基于3D点云的物体厚度测量方法，依次包括以下步骤：
[0015]步骤1、已知标志点的厚度为d0，提取物体上表面和下表面的标志点轮廓， 提取上表面和下表面的标志点轮廓内的三维点云信息，并利用上表面和下表面 标志点点云信息分别拟合平面，即为平面1和平面2；
[0016]步骤2、在测量厚度的区域设置ROI，并提取ROI中的三维点云信息；
[0017]步骤3、计算上表面ROI中每个点至平面1的距离，并求平均值为d1；
[0018]步骤4、计算下表面ROI中每个点至平面2的距离，并求平均值为d2；
[0019]步骤5、根据公式d＝d0+d1
‑
d2，d即为ROI区域的厚度。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤1中，通过BOLB分析算法提取物体上表 面和下表面的标志点轮廓。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，步骤3中，若目标ROI区域在平面1上方，则 d1为正，否则为负。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，步骤4中，若目标ROI区域在平面2上方，则 d2为正，否则为负。
[0023]借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：
[0024]1、本专利技术可以准确测量翘曲物体的实际厚度；
[0025]2、本专利技术可以增加系统测量的鲁棒性，减小数据跳动。
[0026]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术 手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例， 因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1是本专利技术一种基于3D点云的物体厚度测量方法的流程示意图；
[0029]图2是本专利技术中物体上表面点云图；
[0030]图3是本专利技术中物体下表面点云图；
[0031]图4是本专利技术中物体上表面标志点提取结果示意图；
[0032]图5是本专利技术中物体下表面标志点提取结果示意图；
[0033]图6是本专利技术中物体上表面待测量区域示意图；
[0034]图7是本专利技术中物体下表面待测量区域示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以 下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0036]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施 例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附 图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保 护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例， 本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本专利技术保护的范围。
[0037]实施例
[0038]如图1～图7所示，
[0039]一种基于3D点云的物体厚度测量方法，依次包括以下步骤：
[0040]步骤1、已知标志点的厚度为d0，提取物体上表面和下表面的标志点轮廓， 提取上表面和下表面的标志点轮廓内的三维点云信息，并利用上表面和下表面 标志点点云信息分别拟合平面，即为平面1和平面2；
[0041]步骤2、在测量厚度的区域设置ROI，并提取ROI中的三维点云信息；
[0042]步骤3、计算上表面ROI中每个点至平面1的距离，并求平均值为d1；
[0043]步骤4、计算下表面ROI中每个点至平面2的距离，并求平均值为d2；
[0044]步骤5、根据公式d＝d0+d1
‑
d2，d即为ROI区域的厚度。
[0045]优选的，步骤1中，通过BOLB分析算法提取物体上表面和下表面的标志 点轮廓。
[0046]优选的，步骤3中，若目标ROI区域在平面1上方，则d1为正，否则为负。
[0047]优选的，步骤4中，若目标ROI区域在平面2上方，则d2为正，否则为负。
[0048]本专利技术第一实施例：
[0049]设标志点厚度d0为0.2mm，物体上下表面3D点云如图2和图3所示；
[0050]利用BOLB分析提取上下表面标志点位置，结果如图4和图5所示；
[0051]根据步骤1计算上下表面标志点拟合平面结果为： 0.0066X+0.0039Y+Z＝7.4198和0.0069X+0.0049Y+Z＝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于3D点云的物体厚度测量方法，其特征在于，依次包括以下步骤：步骤1、已知标志点的厚度为d0，提取物体上表面和下表面的标志点轮廓，提取上表面和下表面的标志点轮廓内的三维点云信息，并利用上表面和下表面标志点点云信息分别拟合平面，即为平面1和平面2；步骤2、在测量厚度的区域设置ROI，并提取ROI中的三维点云信息；步骤3、计算上表面ROI中每个点至平面1的距离，并求平均值为d1；步骤4、计算下表面ROI中每个点至平面2的距离，并求平均值为d2；步骤5、根据公式d＝d0+d1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，周坤，周剑，
申请(专利权)人：苏州深浅优视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：