[实用新型]基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌重建系统

说明书

本实用新型公开了一种基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌重建系统，旨在解决基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌主动视觉检测问题。基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌主动视觉重建系统主要由摄像机支架(1)、摄像机(2)、连接件(3)、激光器(4)与二维参考板(5)组成。二维参考板(5)的表面粘贴有生成与虚圆点对偶二次曲线的黑白三角形相间的规则几何图形，紧定螺钉旋入连接件(3)钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与激光器(4)圆柱面接触紧配合，激光器(4)发出的激光线与二维参考板(5)图形所在平面共面，提供了一种结构简单、性能可靠的基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌重建系统。

技术领域

本实用新型涉及一种汽车形貌检测领域的测量设备，更具体的说，它是一种基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌重建系统。

背景技术

近几十年来，视觉三维形貌测量在工业自动检测、逆向工程、医疗、生物识别及文物复制等众多领域具有广泛的应用。随着社会需求与科学技术的发展，现已有检测方法如三坐标机等由于采取逐点扫描和接触式检测方式，测量效率低，很难满足对汽车形貌检测的要求。因此针对汽车形貌检测问题，设计一种非接触式、测量速度快、适合测量大型物体的无严格约束的检测方法来恢复汽车形貌显得十分重要。本实用新型提出了一种基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌重建系统与方法。系统中的二维参考板和激光器投射的激光线处于同一平面，二维参考板上设定有多对正交直线，用以求解与虚圆点对偶二次曲线并获得相似空间的变换矩阵，在相似空间利用比例不变性重建车身点坐标。

发明内容

本实用新型针对解决在获取汽车形貌过程中，固定式检测无法灵活检测汽车各个部位的形貌，且设备价格昂贵、测量速度慢等问题，提出了一种性能可靠、结构简单、操作简便、算法简单的系统与方法。该系统主要由摄像机支架、摄像机、连接件、激光器与二维参考板组成。利用两个相似不变量进行重建：第一个不变量是与虚圆点对偶二次曲线，由参考图案上的正交线导出。该相似不变量可求出从投影空间到相似空间的变换矩阵。第二个不变量是激光投影点与参考点组成的线段的比值，并利用二维参考板和共面激光平面在被测物体上产生激光投影点，将相似空间中的激光投影点转化为欧氏空间，实现了汽车形貌重建。

结合说明书附图，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

基于与虚圆点对偶二次曲线的汽车形貌重建系统包括有摄像机支架、摄像机、连接件、激光器与二维参考板。

摄像机支架放置在地面上，摄像机通过底部的螺纹孔与摄像机支架顶部的螺栓螺纹固定连接，二维参考板置入连接件的U形钢板的细长凹槽中，螺栓穿入连接件和二维参考板的通孔与螺母螺纹固定连接，激光器插入激光器连接件钢管的内孔中，紧定螺钉旋入连接件钢管侧面的螺纹孔，紧定螺钉端部与激光器圆柱面接触紧配合，激光器发出的激光线与二维参考板图形所在平面共面。

技术方案中所述的摄像机支架为可调整高度的三角支架。

技术方案中所述的摄像机为装有窄带滤光片的广角工业相机。

技术方案中所述的连接件为U形钢板与钢管焊接而成的零件，U形钢板侧面加工有通孔，钢管侧面加工有螺纹孔。

技术方案中所述的激光器为可发射线激光的圆柱形零件，激光器发出的激光波长与摄像机的窄带滤光片的带通波长一致。

技术方案中所述的二维参考板为一块矩形钢板制成的零件，二维参考板的表面粘贴有生成与虚圆点对偶二次曲线的黑白三角形相间的规则几何图形，二维参考板加工有通孔。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型利用两个相似不变量进行重建：第一个不变量是与虚圆点对偶二次曲线，由参考图案上的正交线导出。该相似不变量可求出从投影空间到相似空间的变换矩阵。第二个不变量是激光投影点与参考点组成的线段的比值，并利用二维参考板和共面激光平面在被测物体上产生激光投影点，将相似空间中的激光投影点转化为欧氏空间，实现了汽车形貌重建。