[发明专利]基于结构光的辊压机辊面重建装置和方法

权利要求书

1.基于结构光的辊压机辊面重建装置，其特征在于，包括控制辊压机运动的运动控制系统、用于投射光栅条纹的光栅投影装置和用于采集图像的图像采集模块，所述图像采集模块电连接有用于处理图像的计算机系统，所述计算机系统包括用于采集图像的图像采集卡和用于对图像进行处理的图像处理分析模块，所述运动控制系统、光栅投影装置和计算机系统和辊压机均设置在光封闭空间内部。

2.如权利要求1所述的基于结构光的辊压机辊面重建装置，其特征在于，所述光栅投影装置包括投影仪和相机，所述投影仪用于对辊压机投射光栅条纹，所述相机用于拍摄投影在辊压机表面的图像，且所述相机通过和图像采集模块电连接传输拍摄的图像。

3.如权利要求1所述的基于结构光的辊压机辊面重建装置，其特征在于，所述计算机系统包括CPU、存储硬盘、图像采集卡和图形处理分析模块，所述图形处理分析模块包括相位提取模块和高度恢复模块。

4.基于结构光的辊压机辊面重建方法，其特征在于，包括：

通过运动控制系统控制辊压机在光封闭空间内运动；

对辊压机表面投射编码光栅条纹，并通过图像采集装置获取投射光栅条纹之后的辊压机表面的形变条纹图；

计算机系统根据所述形变条纹图获得被测辊压机表面的相位分布信息并计算得到高度信息；

将高度信息转化为点云数据，然后将多张条纹图计算得到的点云进行拼接，得到辊压机辊面完整的三维形状，完成对辊压机表面的重建。

5.如权利要求4所述的基于结构光的辊压机辊面重建方法，其特征在于，所述编码光栅条纹为幅值、相位和投射方向可调的正弦光栅条纹，所述编码光栅条纹通过计算机编程生成。

6.如权利要求4所述的基于结构光的辊压机辊面重建方法，其特征在于，所述计算机系统通过主动式光学测量的三维测量方法从形变条纹图中获得被测辊压机表面的连续相位分布信息，所述三维测量方法具体为相移法。

7.如权利要求6所述的基于结构光的辊压机辊面重建方法，其特征在于，所述相移法具体包括获取形变条纹图的折叠相位信息，通过相位展开算法将折叠相位展开为连续相位分布，所述相移法为四步相移法。

8.如权利要求4所述的基于结构光的辊压机辊面重建方法，其特征在于，所述高度信息的计算过程为：

根据光栅投影装置的数学模型，建立相位和高度的映射关系，根据连续相位信息对应还原出被测物体表面的高度信息。

9.如权利要求4所述的基于结构光的辊压机辊面重建方法，其特征在于，还包括对相机、投影仪进行标定，具体通过一个特定标定物对相机及投影仪进行标定，求解出相机及投影仪的内参和外参。