[发明专利]一种基于激光标定的曲面展平方法

权利要求书

1.一种基于激光标定的曲面展平方法，应用于包括扫描台和设置在扫描台一侧且呈上下间隔设置的图像采集装置以及激光发生装置，调整激光发生装置的激光线束以位于图像采集装置的图像采集范围边沿，其特征在于，所述曲面展平方法包括如下步骤：

在水平设置的扫描台上放置待扫描绘本，待扫描绘本位于图像采集范围中，激光线束用于打在待扫描绘本上；

采集待扫描绘本不带有激光线束的第一绘本图像、以及带有激光线束的第二绘本图像；

获取激光线束在第二绘本图像中的像素平面坐标；

根据预建立的高度与像素关系表查询每个像素平面坐标对应的像素高度值，基于像素高度值对第一绘本图像的像素进行曲面修正以生成修正绘本图像；

根据预建立的透视畸变变换矩阵对修正绘本图像进行拉伸修正以输出成品绘本图像；

在获取激光线束在第二绘本图像中的像素平面坐标中，包括如下步骤：

将第二绘本图像进行灰度化处理以生成灰度绘本图像；

选定激光线束在灰度绘本图像的每列像素上灰度值最大的像素平面坐标作为光线中心坐标y_c，根据公式：

= =

计算出激光线束在灰度绘本图像的每列像素中的光斑质心坐标y_c^*，其中，y_i为激光线束在灰度绘本图像的每列像素中所占的像素平面坐标，I_i为激光线束在灰度绘本图像中像素的灰度值；

将光斑质心坐标作为激光线束在第二绘本图像中所述的像素平面坐标。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光标定的曲面展平方法，其特征在于，在根据预建立的高度与像素关系表查询每个像素平面坐标对应的像素高度值的步骤中，包括如下步骤：

在水平设置的扫描台上放置已经测量有实际高度值且表面平整的标定物体；

采集标定物体带有激光线束的标定图像，获取激光线束在标定图像中的像素平面坐标，将该像素平面坐标与实际高度值成对地记录下来；

不断地改变标定物体的实际高度值，并重新获取激光线束在标定图像中的像素平面坐标，直至激光线束在标定图像中所有像素平面坐标都有对应的实际高度值，逐一进行记录以建立高度与像素关系表。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光标定的曲面展平方法，其特征在于，基于像素高度值对第一绘本图像的像素进行曲面修正以生成修正绘本图像，包括如下步骤：

轮询每个像素高度值以寻找到最小像素高度值，将该最小像素高度值设置为曲面变换的零点值；

将每个像素高度值与零点值之间的差值记为平移值，基于平移值查询高度与像素关系表以获取对应的平移坐标；

逐一根据平移坐标对第一绘本图像中所对应列的像素进行整体平移修正，生成修正绘本图像。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光标定的曲面展平方法，其特征在于，在根据预建立的透视畸变变换矩阵对修正绘本图像进行拉伸修正以输出成品绘本图像的步骤中，包括如下步骤：

将预先打印好的网格标定图纸放置在水平放置的扫描台上，其中，网格标定图纸在其四个角落分别设置有标定点；

获取网格标定图纸的标定图像，测量标定图像中标定点之间的像素距离；

测量网格标定图纸的标定点之间的实际物理距离；

基于标定图像中标定点之间的理想像素距离，对标定图像进行拉伸和调整，确定拉伸和调整的参数以形成透视畸变变换矩阵。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光标定的曲面展平方法，其特征在于，所述网格标定图纸的大小覆盖整个图像采集范围。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光标定的曲面展平方法，其特征在于，所述激光发生装置位于图像采集装置的下方。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光标定的曲面展平方法，其特征在于，激光线束采用一字型激光线束。