[发明专利]探针补点系统及方法

权利要求书

1.一种探针补点方法，应用于三维扫描装置中，所述三维扫描装置包括CCD镜头，其特征在于，所述探针补点方法利用接触式探针对待测产品进行补点测量，所述接触式探针上预设有多个标志点，该方法包括：

根据所述标志点建立该接触式探针的三维坐标系统，并在指定测量装置对所述接触式探针进行测量后，从所述指定测量装置获取所述标志点及所述接触式探针的球心的原始三维坐标；

计算所述标志点及所述接触式探针的球心在该接触式探针的三维坐标系统中的初始三维坐标；

在利用所述接触式探针接触待测产品时，利用所述CCD镜头拍摄所述接触式探针的影像；

计算所述影像中的接触式探针的多个标志点的二维坐标；

利用所述三维扫描装置中预存的转换矩阵将所述标志点的二维坐标转换为三维坐标；

根据对所述标志点转换后的三维坐标及所述标志点在所述接触式探针的三维坐标系统中的初始三维坐标的比较，确定所述标志点的变化参数；

根据所述球心在所述接触式探针的三维坐标系统中的初始三维坐标及所述标志点的变化参数，确定所述球心当前的三维坐标；及

输出所述球心当前的三维坐标作为待补点的坐标。

2.如权利要求1所述的探针补点方法，其特征在于，该方法还包括：

获取所述待测产品的三维点云数据；及

根据所述待补点的坐标对所述三维点云数据进行修补。

3.如权利要求2所述的探针补点方法，其特征在于，其中，所述的获取所述待测产品的三维点云数据的步骤包括：

利用所述CCD镜头扫描所述待测产品，并输出所述待测产品的三维点云数据；及

根据所述三维点云数据构建曲面，对所述曲面进行三角网格化处理并输出处理后的三角网格面。

4.如权利要求3所述的探针补点方法，其特征在于，对所述曲面进行的三角网格化处理包括如下步骤：

以所述待测产品的三维点云数据中的任意一点为第一点，寻找与该第一点距离最近的一个第二点，其中，所述第二点与第一点之间的距离需小于预设的阀值；

将所述第一点与第二点连接成线；

寻找与该线邻近的第三点，并将第一点、第二点及第三点连接成三角形；

在连接的三角形的外接圆内不包含所述三维点云数据中除该三角形的顶点外的其他点时，根据相邻两个三角形的法向量夹角不超过一个预设角度的原则判断上述连接的三角形是否合格；及

在该三角形与邻近的三角形的法向量的夹角不超过预设角度时，确定该三角形连接正确。

5.如权利要求1所述的探针补点方法，其特征在于，所述接触式探针的三维坐标系统通过如下步骤进行建立：

确定其中一个标志点为该接触式探针的三维坐标系统的原点，并设置X轴、Y轴及Z轴的方向；及

将所述指定测量装置所测量得到的所述多个标志点的原始三维坐标转换为该接触式探针的三维坐标系统中的初始三维坐标。

6.一种探针补点系统，应用于三维扫描装置中，所述三维扫描装置包括CCD镜头，其特征在于，所述探针补点系统利用接触式探针对待测产品进行补点测量，所述接触式探针上预设有多个标志点，该系统包括：

探针测量模块，用于根据所述标志点建立该接触式探针的三维坐标系统，并在指定测量装置对所述接触式探针进行测量后，从所述指定测量装置获取所述标志点及所述接触式探针的球心的原始三维坐标；

计算模块，用于计算所述标志点及所述接触式探针的球心在该接触式探针的三维坐标系统中的初始三维坐标；

影像获取模块，用于在利用所述接触式探针接触待测产品时，利用所述CCD镜头拍摄所述接触式探针的影像；

所述计算模块，还用于计算所述影像中的接触式探针的多个标志点的二维坐标，利用所述三维扫描装置中预存的转换矩阵将所述标志点的二维坐标转换为三维坐标，根据对所述标志点转换后的三维坐标及所述标志点在所述接触式探针的三维坐标系统中的初始三维坐标的比较，确定所述标志点的变化参数，及根据所述球心在所述接触式探针的三维坐标系统中的初始三维坐标及所述标志点的变化参数，确定所述球心当前的三维坐标；及

输出模块，用于输出所述球心当前的三维坐标作为待补点的坐标。