[发明专利]一种基于双目点云融合的镜面类物体线激光扫描方法

说明书

本发明公开了一种基于双目点云融合的镜面类物体线激光扫描方法，该方法通过设计双目扫描系统对被测物体进行线激光扫描，同时通过两台接受相机从相反的方向捕获其相应的调制激光条纹，然后通过图像处理算法对错误的高度信息区域进行抠除，最后将两部分带空洞的三维点云放入同一世界坐标系进行融合，完整的物体三维形貌可以获得。本发明解决了线激光测量高反射镜面的工业难题，由于兼容低反射率的粗糙表面测量，因此可以应用于反射率较复杂的物体表面测量，整个测量过程只需一次激光扫描便可完成整个形貌的测量，在工业检测、机器视觉以及逆向工程领域有极高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种光学三维测量方法，属于光电检测技术领域，具体涉及一种基于双目点云融合的镜面类物体线激光扫描方法。

背景技术

传统的接触式测量方法虽然有着极高的精度，但是点云获取速度相对较慢。随着激光技术、光电成像技术和计算机技术的快速发展，新的光学三维测量方法不断涌现。基于线激光投影的光学三维面形测量方法具有高精度、非接触、快速实时测量及易于实现自动化测量等优点，在外形质量检测、逆向工程、机器视觉、文物修复、虚拟显示等领域都有着广泛的应用。另外，线激光扫描技术以硬件系统体积较小、成本经济、抗干扰性、寿命较长等优点在工业在线检测领域独占一席之地。随着现代工业的发展，不同材料、质地的工业产品涌入人类生活。各种物体表面的不同材料特性对线激光扫描方法提出了新的挑战。对于一些特殊的物体表面，例如镀膜器件、抛光金属、喷涂车身、等镜面反射较强的物体表面，传统的线激光扫描方法遇到新的测量难题。

在现代工业检测中，测量反射率较高的镜面物体与类镜面物体时，基本都是以人工检测方法为主，并且借助显微镜与放大镜等放大工具。人工检测方法存在很多缺点与局限性：首先，由于工厂的大量生产，要求人工检测速度必须匹配机器生产速度。面对市场的大量需求，企业为了保证生产效率，将会投入更大的人力检测资源。过度的人力消耗只会加重企业的负担，并且转化为产品的价值，从而提高产品的价格。另外，工作人员很容易疲劳从而导致误判和漏检现象的发生，从而提高产品的良率，使产品的质量难以得到保证。镜面类物体的检测方法严重限制了企业的发展和效益。利用线激光扫描的非接触，快速测量等优点来提高产品检测速率，解决线激光在扫描高反射率镜面类物体表面时出现的难题将会对镜面类物体的检测起着重要意义。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种基于双目点云融合的镜面类物体线激光扫描方法，通过以下技术方案实现。

一种基于双目点云融合的镜面类物体线激光扫描方法，包括以下步骤：

步骤一、双目扫描系统结构搭建，所述双目扫描系统包括两台接收相机、半导体激光器、柱型棱镜、计算机、步进马达和被测物体，所述被测物体放置在所述步进马达的马达平台上，所述两台接收相机到所述马达平台的高度一致并在所述被测物体两侧放置，所述两台接收相机与所述计算机连接，所述半导体激光器垂直设置在所述被测物体上方，所述半导体激光器与所述被测物体中间设有所述柱型棱镜；

步骤二、所述半导体激光器发出线激光经过柱型棱镜扫射在所述被测物体上，所述步进马达带着被测物体移动，两台接收相机分别从相反方向实时捕获被测物体相应的调制激光条纹图发送到计算机；

步骤三、将两台接收相机捕获的调制激光条纹图通过图像处理算法，分别进行条纹受扰区域去除，保留两组正常条纹部分，通过两组正常条纹部分计算得到两组对应的三维信息。

步骤四、将两组三维信息统一于同一世界坐标，进行点云融合，减小双目标定误差，实现高精度点云融合。

本发明的优点：

(1)利用线激光测量镜面类物体，比传统测量方式只需加入一个相机，不需要增加费用较高的额外设备，另外线激光扫描系统的高稳定性，高寿命，低成本等优点被广泛应用于工业质量检测，可以使镜面检测行业成本减少，效益增高。