[发明专利]影像式三维成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及影像测量技术领域，特别是涉及一种影像式三维成像方法。 

背景技术

随着技术的进步和发展，影像测量已经广泛应用于工业技术的各个方面。由于影像测量具有迅速、直接、准确等优点，影像自动测量仪器也随之不断改进。

现有技术中的影像测量仪通常设置有一水平基座，水平基座上设置有测试平台，与水平基座垂直的方向设置有影像测量机构，通过调整影像测量机构相对于测试平台上检测样品的相对位置，对检测样品的不同部位进行成像。

对一个测试样品进行检测过程中，需要调整好影像机构与测试样品之间的相对距离，再通过影像机构如镜头拍摄测试样品表面获得影像。如果检测样品具有一定的立体结构，这种情况下仅仅通过成像是不能够获得检测样品的实际表面结构的，另外平面图像也不便于观察。

因此，迫切需要提供一种能够快速获得检测样品立体图像的影像式三维成像方法以克服现有技术不足。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种影像式三维成像方法，该影像式三维成像方法能够获得检测样品的立体图像。 

本发明的上述目的通过如下技术手段实现。   

一种影像式三维成像方法，包括如下步骤，

（1）将测试平台所在的平面定义为水平面，选择水平面内两条相互垂直的直线分别定义为X轴和Y轴，将过X轴和Y轴的交点且垂直于水平面的直线定义为Z轴；

先调整检测样品在水平面的具体位置，再调整成像系统获得检测样品此位置下的清晰图像F，记录图像、检测样品在水平面的坐标及成像系统对应的纵坐标，得到图像F与坐标（X、Y、Z）之间的对应关系；

重复调整检测样品在水平面的具体位置，并调整成像系统获得检测样品对应位置下的清晰图像Fi，获得多个位置下的图像Fi与坐标（Xi、Yi、Zi）之间的对应关系，i代表具体调整的次数，i为自然数；

（2）根据步骤（1）得到的多组图像与坐标之间的对应关系，将多组图像拼合生成三维图像。 

优选的，上述步骤（2）具体是将图像Fi作为生成图像的水平坐标（Xi、Yi）且对应高度为Zi处的图像，将多组图像拼合生成三维图像。

另一优选的，上述步骤（2）具体是，选择一个纵坐标作为对应拼合图像的高度为零处的纵向参考点，计算其余图像的纵坐标与纵向参考点之间的差值△Z，将图像Fi作为生成图像的水平坐标（Xi、Yi）且对应高度为△Z处的图像，将多组图像拼合生成三维图像。

进一步的，上述步骤（1）的调整检测样品在水平面的具体位置是预先设置检测样品的待检测块，将检测样品的待检测块逐个移动至成像系统的视域内进行成像检测。

另一优选的，上述步骤（1）的调整检测样品在水平面的具体位置是调整检测样品不同检测区域之间的间隔，根据两个检测区域之间的间隔对应调整X轴和Y轴的坐标，再将检测样品移动至成像系统的视域内进行成像检测。

进一步的，上述步骤（1）中先调整检测样品在水平面的具体位置，再调整成像系统获得检测样品此位置下的清晰图像F具体是采用聚焦的方式获得的。

优选的，上述聚焦方式具体是在水平位置（X、Y）处，移动成像系统在Z轴的位置，记录在不同的纵坐标Z轴位置时的成像，随着移动过程的进行依次记录成像从模糊到清晰再到模糊的过程，将最清晰的成像作为清晰图像F，并记录图像F对应的Z轴的位置。

另一优选的，上述聚焦方式具体是在水平位置（X、Y）处，移动成像系统在纵坐标Z轴的位置，记录在不同的Z轴位置时的成像，随着移动过程的进行依次记录成像从模糊到清晰再到模糊的过程，将最清晰的成像作为清晰图像F；

将每张成像的清晰度信息作为拟合坐标系中的纵坐标，以每张成像对应的Z轴位置作为拟合坐标系中的横坐标，拟合二次曲线，通过二次曲线的最值计算得到最清晰的成像对应的Z轴位置，将此Z轴位置作为清晰图像F对应的空间Z坐标。