[发明专利]360°轮廓测量方法

权利要求书

1.一种360°轮廓测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供至少四组激光器和至少四组激光相机，所述激光器发出的激光线完全覆盖待测工件的待测面的一周，所述激光相机与激光器的激光线平面之间的角度为30～60°；

S2、对所述激光相机进行标定，得到换算公式，通过所述激光相机对所述待测工件进行取图，得到原始图像；

S3、识别所述原始图像中的激光线并通过激光中心提取算法提取所述激光线的中心；

S4、通过所述换算公式计算所述激光线的实际坐标，得到轮廓原始数据；

其中，步骤S2中，在所述标定处理过程中，包括以下步骤：提供柱体标定块和N个激光相机，其中，N≥4；所述柱体标定块上设有9根柱子，将所述柱体标定块放置于所述激光线平面附近，使得9根所述柱子与激光线平面存在交集，所述柱子的朝向为设备测量过程中待测面的法方向；通过N个所述激光相机取N组图像，提取出激光线平面与所述柱子的可见棱边的交点，然后通过点与点的对应关系计算出N个射影变换。

2.如权利要求1所述的360°轮廓测量方法，其特征在于，步骤S1中，提供有至少四组激光器，所述激光器围绕同一圆心设置，所述待测工件放置于所述圆心处，每个所述激光器测量所述待测面的部分轮廓。

3.如权利要求1所述的360°轮廓测量方法，其特征在于，步骤S2中，在所述标定处理过程中，包括以下步骤：

计算内部参数：提供标定板和N个激光相机，其中，N≥4；将所述标定板以不同姿态放置于所述激光线平面附近，通过所述激光相机对所述标定板取多组图，需满足：

a.至少一组所述标定板与所述激光线平面共面，并且所述标定板的点阵处于所有所述激光相机视野内；

b.每组相机激光至少有两组以下图像：1)一张标定板图像，所述点阵清晰可见；2)对应的一张打在所述标定板上的激光线图像，所述激光线图像通过调整打光和相机参数得到；

并且，还需要满足在两组所述图像之间，打在所述标定板的激光线有明显的空间位置区别；根据b所要求的图像计算出每台所述激光相机与激光线平面之间的空间相对位置，根据a所要求的图像计算出N台所述激光相机之间的空间相对位置，根据以上信息计算出成像平面与激光线平面之间的N个射影变换；

得出换算公式：标定在设备安装至生产线上时进行，采用圆柱形标定板，对其轮廓进行提取，并根据提取的轮廓点拟合椭圆，然后以拟合出的椭圆的长轴和短轴方向为特征向量，大小为特征值，以图像中心为不动点计算出仿射矩阵。

4.如权利要求1所述的360°轮廓测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述激光中心提取算法具体包括：

S31、以所述原始图像的每一列像素作为单独信号，得到该列像素的最大灰度值C_max和位置，设定阈值，如果所述最大灰度值C_max大于所述阈值，则定义该列像素存在激光信号；

S32、在所述最大灰度值的像素位置附近设定搜索窗口，并计算所述搜索窗口内的灰度重心C_p；

S33、设定连通系数，若所述灰度重心C_p与前一列像素的灰度中心C_(p-1)之间的距离小于所述连通系数，则视该列像素与前一列像素的灰度重心在同一轮廓内；

S34、依次处理所述原始图像的每列像素，设定噪点系数，把大小小于噪点系数的轮廓舍弃；

S35、设定链接系数，把相邻距离小于所述链接系数的两条轮廓进行合并。

5.如权利要求4所述的360°轮廓测量方法，其特征在于，所述灰度重心C_p的计算公式为：

其中，x为所述搜索窗口中的点，R(x)为其所在行数，I(x)为其灰度值，F为感光系数。

6.如权利要求1至5中任一项所述的360°轮廓测量方法，其特征在于，所述360°轮廓测量方法还包括：

S5、对所述轮廓原始数据进行数据处理，所述数据处理选自线性单元拟合、二次曲线拟合或Akima曲线中的一种或多种。