【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测设备，具体涉及一种复合面型样品的检测方法、检测系统。
技术介绍
1、在实际的工业生产和日常生活中，存在许多由漫反射表面和镜面反射表面共同组成的复合表面物体。目前，对于复合表面物体，常规的检测方法是相互独立进行检测，即，需要用到两套检测设备对复合表面物体进行两次检测，一次检测漫反射表面，另一次检测镜面反射表面。
2、针对漫反射表面的检测技术，主要分为被动式测量和主动式测量两大类。被动式光学三维测量主要有双目立体视觉法，无需外加光源，通过匹配左右摄像头采集到的待测物图像上的同一特征点进行三维形貌的重建。主动式光学三维测量，需要先将特定编码的结构光投射至待测物表面，通过分析经待测表面调制的变形结构光图案结合三角测距法进行三维形貌的重建。
3、测量漫反射表面的光学方法无法用来测量镜面反射物体，会导致样品表面过曝，对图像处理和重建带来很大的挑战。对镜面反射物体的光学测量与漫反射表面物体不同的是，镜面反射物体表面的测量要满足反射定律。目前，市场上测量镜面物体的主流方法是向镜面物体喷涂粉末喷雾，将物体表面的镜面反射改为漫反射，然后采用测量漫反射表面的光学测量手段获取镜面物体的三维形貌。但是，涂层的存在会改变待测物的表面尺寸，很难满足一些高精密物体的测量需求，而且一些高精密光学元件表面不能够进行喷涂，否则会影响待测样品的表面质量。
4、因此，需要提出一种新的检测方法，可以用于测量镜面反射和漫反射同时存在的复合面型样品。
技术实现思路
1、本专利
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合面型样品的检测方法，包括以下步骤：
3、s1、生成同一频率的四幅不同相位的条纹图样；
4、s2、利用所述条纹图样、第一光源和第二光源对双目相机进行调试；
5、s3、控制器分别控制所述第一光源、第二光源将所述条纹图样投射至复合面型样品上；
6、s4、利用双目相机采集复合面型样品上的变形条纹图像并发送给所述控制器；
7、s5、所述控制器根据获取的变形条纹图像进行样品表面缺陷检测以及样品面型检测；
8、步骤s2中的调试过程包括：
9、s21、从步骤s1中生成的四幅条纹图样中任选一幅条纹图像，通过所述第一光源将这幅条纹图样进行投射并被双目相机采集；
10、s22、设置所述双目相机的工作参数，当镜面区域的条纹图像的对比度达到230时，将这组工作参数设置为测量漫反射表面的工作参数；
11、s23、从步骤s1中生成的四幅条纹图样中任选一幅条纹图像，通过所述第二光源将这幅条纹图样进行投射并被双目相机采集；
12、s24、设置所述双目相机的工作参数，当镜面区域的条纹图像的对比度达到230时，将这组工作参数设置为测量镜面反射表面的工作参数；
13、s25、通过第一光源投射一幅白图并被双目相机采集，通过判断每个像素位置的灰度值将图像区域分割为镜面反射区域和漫反射区域。
14、进一步，步骤s1中的四幅条纹图样的表达式为：
15、
16、
17、
18、
19、其中，表示像素点的光强，n=1，2，3，4；表示背景光强；表示调制幅度；表示像素坐标；表示相位。
20、进一步，步骤s5中，样品表面缺陷检测，包括：
21、所述控制器获取变形条纹图像后，将图像数据带入条纹图样的表达式中，联立四个公式求解出、和；
22、其中，用于表征样品表面的灰尘、脏污缺陷；用于表征样品表面的划伤、擦伤缺陷；用于样品面型重建以及用于检测样品表面的凹凸缺陷。
23、进一步，在进行样品面型重构之前，先对所述双目相机进行标定，获得双目相机的畸变系数和外参矩阵；像素坐标与世界坐标的转换公式为：
24、
25、其中，表示待测点的像素坐标，表示待测点的世界坐标，表示相机焦距，s表示畸变系数，表示中心点坐标，表示纵横比例参数，表示外参矩阵，r表示世界坐标到相机坐标系的旋转矩阵，t表示世界坐标到相机坐标系的平移向量。
26、进一步，样品面型检测，包括：
27、对复合面型样品的镜面反射区域、漫反射区域分别进行面型重构，得到所述复合面型样品的重构面型；
28、将所述重构面型与样品设计的标准面型进行比较，若与标准面型相同，表明该复合面型样品面型合格，否则，不合格。
29、进一步，所述镜面反射区域的面型重构，包括：
30、对所述第二光源与双目相机的相机坐标系之间的位置关系进行联合标定；
31、对双目相机进行立体校正，使得双目相机的两个相机的光轴相互平行；
32、绝对相位提取，根据提取出的绝对相位进行立体匹配；
33、计算待测点的梯度；
34、对所有待测点处的梯度进行积分运算，获得样品的第一三维点云数据。
35、进一步，所述漫反射区域的面型重构，包括：
36、对双目相机进行立体校正，使得双目相机的两个相机的光轴相互平行；
37、绝对相位提取，根据提取出的绝对相位进行立体匹配；
38、计算待测点的三维坐标，获得样品的第二三维点云数据，计算公式如下：
39、
40、
41、
42、其中，表示相机焦距，b表示相机基线，和表示待测点在双目相机中左右两个相机的同名点。
43、进一步，所述第一光源用于漫反射的检测，所述第二光源为面结构光源，用于镜面反射的检测。
44、本专利技术还提供了一种复合面型样品的检测系统，采用所述的检测方法，所述检测系统包括：控制器、第一光源、第二光源以及双目相机，所述第一光源和双目相机安装在同一个基座上，所述基座设置在所述第二光源的上端，所述第一光源、第二光源、双目相机均与所述控制器连接。
45、本专利技术的有益效果是，本专利技术的复合面型样品的检测方法、检测系统，一套检测系统可以对复合面型样品中的镜面反射表面和漫反射表面进行检测，且通过对方法的改进，对镜面反射表面的检测不需要喷涂粉末，不会损伤样品表面，适合高精密物体的检测使用。系统集成度高，可以实现两种反射表面的面型重构，有利于提高检测效率。
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1.一种复合面型样品的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，步骤S1中的四幅条纹图样的表达式分别为：
3.如权利要求2所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，步骤S5中，样品表面缺陷检测，包括：
4.如权利要求3所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，在进行样品面型重构之前，先对所述双目相机进行标定，获得双目相机的畸变系数和外参矩阵；像素坐标与世界坐标的转换公式为：
5.如权利要求3所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，样品面型检测，包括：
6.如权利要求5所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，所述镜面反射区域的面型重构，包括：
7.如权利要求5所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，所述漫反射区域的面型重构，包括：
8.如权利要求1所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，所述第一光源用于漫反射的检测，所述第二光源为面结构光源，用于镜面反射的检测。
9.一种复合面型样品的检测系统，其特征在于，采用如权利要求1～8
...【技术特征摘要】
1.一种复合面型样品的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，步骤s1中的四幅条纹图样的表达式分别为：
3.如权利要求2所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，步骤s5中，样品表面缺陷检测，包括：
4.如权利要求3所述的复合面型样品的检测方法，其特征在于，在进行样品面型重构之前，先对所述双目相机进行标定，获得双目相机的畸变系数和外参矩阵；像素坐标与世界坐标的转换公式为：
5.如权利要求3所述的复合面型样品的检...
【专利技术属性】
技术研发人员：李惠芬，潘正颐，侯大为，冯元会，
申请(专利权)人：常州微亿智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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