[发明专利]一种基于光度立体技术和结构光技术相结合的产品合格率的检测系统及其检测方法

说明书

本发明公开了一种基于光度立体技术和结构光技术相结合的产品合格率的检测系统及其检测方法，属于工业检测领域，包括结合光度立体系统和结构光系统，计算得出修正后物体表面法向量以及三维数据，对物体表面法向量进行修正，判断产品的优劣；所述的光度立体技术包括光源控制开关、照明光源、摄像机、图像采集卡和计算机；述的结构光系统包括面阵CCD摄像机、图像采集卡、长焦镜头、LED投影仪和计算机，所述的LED投影仪与所述计算机通过网络信号连接。本发明采用了光度立体技术和结构光技术相结合的方式，充分利用了光度立体和结构光在三维数据获取方面的优势，并通过优化修正，得到的物体表面三维数据更加精确，能够提高工业产品检测的效率。

技术领域

本发明属于工业检测技术领域，具体涉及一种基于光度立体技术和结构光技术相结合的产品合格率的检测系统及其检测方法。

背景技术

随着科技的进步，各行各业都进行了智能化的升级，尤其是在工业生产领域。与此同时，更值得我们关注的是零部件的合格率问题，智能工业检测便很好的解决了这个问题。传统的检测系统很难在精确度和检测速度上保持很好的均衡性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光度立体技术和结构光技术相结合的产品合格率的检测系统及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于光度立体技术和结构光技术相结合的产品合格率的检测系统，该系统包括光度立体系统和结构光系统；

所述的光度立体系统包括光源控制开关、照明光源、摄像机、图像采集卡A和计算机；所述的照明光源与所述的光源控制开关电性连接；所述的图像采集卡A为相机SSD卡，用于储存摄像机采集的图像信号并将所述的图像信号以以帧为单位传送到计算机的内存和VGA帧存，供计算机处理、存储、显示和传输使用；

所述的结构光系统包括面阵CCD摄像机、图像采集卡B、长焦镜头、LED 投影仪和计算机，所述的LED投影仪与所述计算机通过网络信号连接；所述的图像采集卡B为相机SSD卡，用于储存CCD摄像机采集的图像信号并将所述的图像信号以以帧为单位传送到计算机的内存和VGA帧存，供计算机处理、存储、显示和传输使用。

作为一种优选的实施方式，所述的照明光源共设置有若干个，用于同时对物体照射；所述的光源控制开关可分别对每个照明光源的点亮和熄灭进行控制。

作为一种优选的实施方式，所述的结构光系统内的投影仪用于投射一组光强呈正弦变化的光栅图像；所述的CCD摄像机用于拍摄物体表面起伏而发生变形的光栅图像。

上述方案中，需要说明的是，物体表面的法相量计算过程如下：

点亮照明光源，通过摄像机拍照依次采集四幅图像，因摄像机和被测物位置未发生变动，在每个橡塑点上，假设物体表面向量为N，反射率为ρ，亮度为I，光源方向为L，则该点亮度为：

I＝ρL·N (1)

式(1)的矩阵形式为：

式(2)仅存在最小二乘意义解：

ρ＝|(L^TL)^-1(L^T·I)| (3)

经过计算得到物体表面法向量为：

光栅图像的三维数据计算过程如下：

根据CCD摄像机拍摄到的光栅图像进行相位计算得到光栅图像的绝对相位值；

根据预先标定好的系统参数从绝对相位值中计算出被测物体表面的三维轮廓数据。