[发明专利]基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统与方法

说明书

本发明公开了一种基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统与方法，旨在解决基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测问题。基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统主要由摄像机(1)、三维靶标(2)、激光投线仪(3)、二维靶标(4)、二维靶标底座(5)、连接件(6)与三角架(7)组成。基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测方法由图像采集、二维靶标(4)与激光投线仪(3)位姿关系标定、摄像机(1)坐标系下的激光线重建、摄像机(1)坐标系下的汽车特征点重建四个步骤组成，提供了一种结构简单、性能可靠的基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统与方法。

技术领域

本发明涉及一种汽车形貌检测领域的测量设备与测量方法，更具体的说，它是一种基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统与方法。

背景技术

目前，汽车形貌的检测技术对汽车维修、汽车检测等领域具有重要的研究意义。常见的检测系统主要分为接触式和非接触式。由于接触式测量系统便捷性差、耗时长等问题，非接触式测量系统更为常用。非接触式测量系统是通过应用光学影像或二维切片来进行目标测量。然而，目前系统中所应用的主要为投射激光平面的光学发生器，而激光平面只能与待测物体形成一条激光交线，若进行大范围的目标特征重建或形貌测量，则需要多次移动激光投线仪，过程繁琐、耗时长。因此，如何利用摄像机及激光投线仪方便快捷得进行汽车形貌检测就十分重要。为了实现高效率、高精度的汽车形貌检测，设计了一种基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统与方法。

发明内容

本发明针对非接触式测量系统的精度问题以及基于面激光测量系统的耗时长、便捷性差等问题，提出了一种基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统与方法。该方法主要由一部工业摄像机、一个二维靶标、一个与二维靶标相对位置固定不变的激光投线仪、一个二维靶标底座和一个三维靶标构成，以无约束共心光束族为基础，通过随机一致性抽样、激光投影点线性拟合等方法实现激光投线仪与二维标定板相对位置标定，进一步实现汽车形貌主动视觉检测。

结合说明书附图，本发明采用如下技术方案予以实现:

基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测系统包括有摄像机、三维靶标、激光投线仪、二维靶标、二维靶标底座、连接件与三角架；

三维靶标放置在水平地面上，二维靶标底座放置在水平地面上，二维靶标底部与二维靶标底座上的凹槽过盈配合连接，二维靶标放置于连接件的内侧长槽中与连接件过盈配合连接，激光投线仪插入到连接件的圆管内孔中，与连接件过盈配合连接，三角架放置在水平地面上，摄像机底部通过三角架顶部的夹紧装置与三角架固定连接。

技术方案中所述的三维靶标为三块矩形钢板焊接而成的立方体零件，三维靶标表面贴有规则几何图案。

技术方案中所述的二维靶标为钢板制成的矩形零件，二维靶标表面贴有LED点阵。

技术方案中所述的二维靶标底座为钢板加工的长方体零件，二维靶标底座的上表面加工有凹槽。

技术方案中所述的连接件由一个矩形钢板加工的截面为U型的壳体和一个圆管焊接而成，

技术方案中所述的激光投线仪为可发射共心光束族的圆柱形零件。

技术方案中所述的摄像机为带有滤光片的广角工业相机，滤光片的带通与激光投线仪、二维靶标的LED点阵的波长一致。

基于无约束光平面的汽车形貌主动视觉检测方法的具体步骤如下：

第一步：基于无约束共心光束族汽车形貌主动视觉检测方法的图像采集：

三角架放置在水平地面上，摄像机固定在三角架顶部，三维靶标放置在摄像机视场范围内的地面上，二维靶标底座放置在摄像机视场范围内的地面上，二维靶标固定在二维靶标底座上，激光投线仪通过连接件固定连接在二维靶标上；