[发明专利]一种3D视觉检测装置及方法

权利要求书

1.一种3D视觉检测装置，其特征在于，包括：3D相机、倾角传感器、基准材料、安装材料、图像处理系统、控制端、安装机构；

所述3D相机和所述倾角传感器与图像处理系统连接；所述3D相机用于获取所述基准材料和所述安装材料的三维点云模型；所述倾角传感器用于获取所述3D相机当前位姿状态，对所述3D相机进行位姿修正，以补偿所述3D相机位姿变化引起的测量误差；所述图像处理系统安装在所述控制端上；利用所述图像处理系统进行点云分割，获取分别对应所述基准材料和所述安装材料的聚类点云，对所述聚类点云进行拟合，获得分别对应所述基准材料和所述安装材料的平面拟合方程；针对所述聚类点云，在所述平面拟合之前分别进行感兴趣区域范围选取；所述控制端把所述图像处理系统计算得到的自由度数值输出给所述安装机构，为安装提供视觉引导；所述安装机构接收所述自由度数值对安装材料进行安装作业。

2.根据权利要求1所述的3D视觉检测装置，其特征在于，所述图像处理系统对所述3D相机采集得到的所述三维点云模型进行点云分割、拟合，分析相对位姿关系，计算所述自由度数值。

3.根据权利要求1所述的3D视觉检测装置，其特征在于，所述基准材料为已安装的材料，用于安装基准参考；所述安装材料为待安装的材料。

4.根据权利要求1所述的3D视觉检测装置，其特征在于，利用所述3D相机获取初始点云，记录此时的倾角传感器示数，根据所述示数对所述3D相机位姿进行相对修正；所述图像处理系统得到所述拟合方程后利用方程参数分析所述两材料的相对位姿关系，计算所述自由度数值，所述控制端把所述自由度数值输出至所述安装机构，所述安装机构根据接收到的所述若干个自由度数值进行安装作业。

5.一种3D视觉检测方法，其特征在于，所述3D视觉检测方法包括以下步骤：

S1.获取3D相机基准位姿，设置倾角传感器零点；

S2.利用所述3D相机获取初始点云I，记录此时所述倾角传感器示数，根据所述示数对所述3D相机位姿进行相对修正，得到点云I′；

S3.利用图像处理系统对所述点云I′进行点云分割，获得分别对应基准材料和安装材料的聚类点云；

S4.分别对步骤S3获取的所述两个聚类点云进行平面拟合，得到分别对应所述基准材料和所述安装材料的平面方程；其中，针对所述聚类点云，在所述平面拟合之前分别进行感兴趣区域范围选取；

S5.利用所述平面方程的方程参数分析所述基准材料和所述安装材料的相对位姿关系，计算自由度的数值，引导安装机构进行安装作业。

6.根据权利要求5所述的3D视觉检测方法，其特征在于，步骤S1包括：利用所述3D相机拍摄安装平面获取当前点云，调整所述3D相机和所述倾角传感器的位姿，使得所述安装平面的所述点云数据拟合的平面与水平面垂直，设置当前位姿状态为所述倾角传感器的零点。