【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维测量，具体涉及一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法。
技术介绍
1、随着技术的发展，零件表面形貌的复杂性和尺寸精度在不断提高，目前对于复杂结构的微小零件的三维检测已有多种方法，其中以光学测量为主的非接触式测量具有测量速度快，测量精度高等优点，近年来工业界被应用的越来越多。但对于表面形貌起伏复杂的物体，实现快速、高分辨率、无盲区表面形貌重建仍是一个难点问题。
2、有学者采用多轴系配合的方式，但是这种方法时间成本和硬件成本较高，并且多轴系误差的校正也比较复杂，不太适合工业的快速低成本测量的需求。也有人提出利用多传感器组合测量形式，这种方式相比多轴系而言，解决复杂几何形状的微小元件的盲区效率更高。光栅投影法是一种高精度快速测量的方法，基于双侧光栅投影的方式实现了复杂几何形状微小元件的无盲区高精度测量。但有学者不满足于双侧投影仪轮流交替投影的方式，因为这种方式工作效率较低。采用两侧同时投射条纹的方式，但是目前解析出的两侧投影光栅的相位信息精度不高。线结构光的测量精度高，在应对结构复杂，反射特性复杂的被测物体时能取得较好效果，而且线结构光相比于光栅投影来说，信息易于提取解析，只需要提取出光条中心线即可。但线结构光通常要借助高精度位移台实现推扫测量，因此成本较高，效率较低。
3、综上所述，目前在三维测量领域，缺乏一种能够实现快速、高分辨率、无盲区的三维测量装置以及交叉光条解析算法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决现有技术
2、技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，包括：
3、构建双侧投影三维测量装置，所述双侧投影三维测量装置包括载物台、设置在所述载物台上的待测物体、设置在待测物体上方的相机和分别设置在载物台两侧的两个dlp光机；
4、利用两个dlp光机同时投射多线结构光条纹至待测物体表面，获取相机此时采集的交叉光条图像；
5、控制两个所述dlp光机同时逐张切换投影图片，以使投射至待测物体表面的多线结构光条纹发生移位，相机采集对应的交叉光条图像，生成交叉光条图像组；
6、对所述交叉光条图像组中每一个交叉光条图像进行解析，提取相应的光条数据，以判断出每根光条属于哪个dlp光机的哪个出光平面。
7、进一步的，所述利用两个dlp光机同时投射多线结构光条纹至待测物体表面，获取相机此时采集的交叉光条图像之前还包括：将两个dlp光机的多个出光平面分别与相机进行标定。
8、进一步的，所述将两个dlp光机的多个出光平面分别与相机进行标定包括：计算参与测量的每个出光平面在相机坐标系下的平面方程，如下：
9、ax+by+cz+d＝0 公式(1)
10、其中a，b，c，d是出光平面的方程参数，(x,y,z)为属于该出光平面的每个点云数据在相机坐标系下的坐标。
11、进一步的，所述对所述交叉光条图像组中每一个交叉光条图像进行解析，提取相应的光条数据，以判断出每根光条属于哪个dlp光机的哪个平面之后还包括：进行待测物体表面形貌的三维重建。
12、进一步的，所述进行待测物体表面形貌的三维重建包括：
13、基于dlp光机的出光平面与相机的标定结果，将提取的光条数据代入到对应的出光平面的平面方程中，得到被测物体表面的三维点云数据，根据所有的三维点云数据完成被测物体表面形貌的三维重建。
14、进一步的，所述对所述交叉光条图像组中每一个交叉光条图像进行解析，提取相应的光条数据包括对交叉光条图像进行光条特征增强处理：
15、根据交叉光条图像的灰度分布情况划分roi区域；
16、利用自适应阈值完成roi区域图像增强和图像二值化。
17、进一步的，所述对交叉光条图像进行光条特征增强处理之后还包括检测光条特征：
18、判断增强后的光条的形状是否近似直线或者近似曲线；
19、若增强后的光条的形状近似直线，则采用一阶ransac算法检测出交叉光条图像上的每根光条大致轮廓位置，若增强后的光条的形状近似曲线，则采用二阶ransac算法检测出交叉光条图像上的每根光条大致轮廓位置；
20、根据检测到的光条大致轮廓位置，对每根光条进行多项式拟合，获取每根光条的特征方程：
21、y＝b0+k1x+k2x2+k3x3+… 公式(2)
22、其中，(x,y)为光条的像素位置，b0,k1,k2,k3为每根光条的特征参数。
23、进一步的，所述检测光条特征之后还包括光条数据识别提取：
24、得到每根光条的特征参数后，利用特征参数完成光条的分类和排序，以确定每根光条属于哪个dlp光机的哪个出光平面；
25、在相机采集的原始的交叉光条图像中锁定对应的每根光条大致轮廓位置；
26、获取每根光条在原始的交叉光条图像中的像素位置和灰度，利用灰度重心法实现光条中心亚像素提取，得到每根光条的中心像素(u,v)。
27、有益效果：基于本专利技术思路可以有效地解决测量复杂结构物体时存在盲区问题，保证了物体表面三维形貌重建的完整性。
28、基于本专利技术所提出的算法，可以实现对双侧同时投影形成的交叉光条进行快速解析，提高了双侧投影测量效率，满足现代生产制造发展对于测量领域速度的要求。
29、本专利技术的双侧投影三维测量装置采用dlp光机快速投影切换投影图片，实现光条快速移位测量，不需要借助位移设备，即可实现高采样率测量，具有低成本的优势。
30、该测量系统基于线结构光三维重建原理，测量精度可以达到微米级别，保证了测量的高精度与分析准确性。
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1.一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述利用两个DLP光机同时投射多线结构光条纹至待测物体表面，获取相机此时采集的交叉光条图像之前还包括：将两个DLP光机的多个出光平面分别与相机进行标定。
3.根据权利要求2所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述将两个DLP光机的多个出光平面分别与相机进行标定包括：计算参与测量的每个出光平面在相机坐标系下的平面方程，如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述对所述交叉光条图像组中每一个交叉光条图像进行解析，提取相应的光条数据，以判断出每根光条属于哪个DLP光机的哪个平面之后还包括：进行待测物体表面形貌的三维重建。
5.根据权利要求4所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述进行待测物体表面形貌的三维重建包括：
6.根据权利要求1-5中任一所述的一种基于双侧投
7.根据权利要求6所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述对交叉光条图像进行光条特征增强处理之后还包括检测光条特征：
8.根据权利要求7所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述检测光条特征之后还包括光条数据识别提取：
...【技术特征摘要】
1.一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述利用两个dlp光机同时投射多线结构光条纹至待测物体表面，获取相机此时采集的交叉光条图像之前还包括：将两个dlp光机的多个出光平面分别与相机进行标定。
3.根据权利要求2所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述将两个dlp光机的多个出光平面分别与相机进行标定包括：计算参与测量的每个出光平面在相机坐标系下的平面方程，如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于双侧投影三维测量装置的交叉光条解析算法，其特征在于，所述对所述交叉光条图像组中每一个交叉光条图像进行解析，提取相应的光条数据，以判断出每根光条属于哪...
【专利技术属性】
技术研发人员：王倩雯，张效栋，房长帅，刘现磊，李正文，陈杨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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