[发明专利]一种基于3D数据的飞行器表面制造质量检测方法

权利要求书

1.一种基于3D数据的飞行器表面制造质量检测方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1：采用投影仪向飞行器蒙皮表面投射三组共12幅条纹图像；

S2：采用左右相机同时采集投射在飞行器表面的三组共12幅条纹图像、以及2幅飞行器蒙皮表面无条纹图像；

S3：对左右相机采集的条纹图像分别进行相位开展，获得绝对相位Φ₁₂₃(x,y)；

S4：根据绝对相位和对极几何约束，进行左右相机图像匹配；

S5：根据图像匹配结果和双目视觉原理，重建飞行器表面的3D点云数据模型；

S6：对左右相机采集的2幅无条纹图像，识别出铆钉兴趣区域；

S7：利用铆钉兴趣区域图像和3D点云模型的对应关系，在3D点云数据模型中对铆钉兴趣区域进行定位；

S8：采用曲面拟合方法，重建飞行器表面铆钉兴趣区域基准构形S_n；

S9：计算铆钉兴趣区域内的点到飞行器表面铆钉兴趣区域基准构形S_n的距离，获得距离残差曲面Rc；

S10：将距离残差曲面Rc的结果编码成铆钉兴趣区域伪彩色图像；

S11：采用投影仪将铆钉兴趣区域伪彩色图像投影到飞行器表面，形成直观的检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D数据的飞行器表面制造质量检测方法，其特征在于,投射三组共12幅条纹图像，包括：

a.按下列公式生成3组12幅标准正弦分布的条纹图像

其中，m＝1,2,3，i＝1,2,3,4，I′(x,y)图像的平均灰度图像，I″(x,y)为图像的灰度调制，δ_mi分别为图像相位移，为相对相位；和对应的波长分别为λ₁、λ₂和λ₃；

b.用投影仪将上述3组共12幅条纹图像投射到飞行器蒙皮表面。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D数据的飞行器表面制造质量检测方法，其特征在于,所述对左右相机采集的条纹图像分别进行相位开展，获得绝对相位Φ₁₂₃(x,y)，包括：

a.采用四步相移法，运用公式(1)分别计算出3组条纹图像的相对相位和即

其中，m＝1,2,3，被反正切函数截断在[-π,π]内，在测量空间不连续；

b.采用双频叠加法运用公式(2)对和进行叠加得到

对应的波长为

c.同理，运用公式(3)对和进行叠加得到

对应的波长为

d.同理，运用公式(4)，对和进行叠加得到

e.对进行展开，得到绝对相位Φ₁₂₃(x,y)

其中，INT表示取整。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D数据的飞行器表面制造质量检测方法，其特征在于,所述根据绝对相位和对极几何约束，进行左右相机图像匹配，包括：

设P₂为右图像中的任一点，绝对相位值为Φ_P2，L_left为P₂在左图像中对应的对极线，则P₂在左图像中的匹配点P₁应位于L_left上，且该匹配点P₁的相位值Φ_P1与P₂的相位值Φ_P2的差值的绝对值最小，则P₂和P₁是匹配点；其中，Φ_P1和Φ_P2为按照绝对相位Φ₁₂₃(x,y)的计算得到。