[发明专利]一种基于双目视觉结构光的复杂表面形状检测方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉结构光的复杂表面形状检测方法，包括：在XYZ三维空间坐标系下搭建双目视觉结构光的图像采集系统，基于所述图像采集系统的复杂表面形状检测方法；所述图像采集系统包括：控制器、图像发射单元和图像采集单元；所述图像发射单元包括：沿Z轴方向布置的结构光发生器，所述图像采集单元包括：分布在所述结构光发生器两侧的左CCD相机和右CCD相机；所述左CCD相机和右CCD相机与结构光发生器的中轴线共XOZ平面，结构光使能后，结构光发生器发射与Z轴平行的结构光线；所述结构光线照射在工件表面，图像单元拍摄到的结构光线坐标随工件表面高度起伏变化；所述图像采集单元中的左CCD相机和右CCD相机可同时采集结构光线图像，并将采集到的图像经图像算法处理后可提取出结构光线轨迹，结构光线轨迹由若干个结构光点组成；结构光点在图像中的坐标关联工件的高度信息；

所述图像采集单元中的左、右CCD相机上均设置有工业镜头；所述控制器用于控制左CCD相机、右CCD相机、结构光发生器按设定程序工作，控制器还用于控制待检测工件沿X方向运动，由此实现整个工件的扫描并完成三维重建；

设定：左CCD相机采集的工件表面结构光线图像为图像A、右CCD相机采集的工件表面结构光线图像为图像B；

其特征在于：基于所述图像采集系统的复杂表面形状检测方法，包括如下步骤：

步骤一：标定图像采集系统，包括：相机标定和结构光标定；

所述相机标定用于获取相机的内外参数，所述结构光标定用于建立图像中的结构光点的坐标与Z轴深度关系，同时建立图像A和图像B的仿射变换矩阵；

标定后的图像采集系统中，图像采集单元中，任一左CCD相机和/或右CCD相机，在结构光的辅助下，均可通过控制器完成三维重建；

步骤二：当工件在图像采集单元的视场中沿X轴方向移动时，通过图像采集单元实时捕获工件表面结构光线图像，并预存在控制器中；

步骤三：使用公知的图像处理算法软件，对捕获的图像进行亚像素级处理，之后经二值化算法，提取结构光线轨迹，并根据图像A和图像B的仿射变换矩阵，计算变换后的结构光线轨迹；

再根据图像A和图像B中的结构光线轨迹上每个结构光点的灰度值，计算各结构光线轨迹的并集D；

所述公知的图像处理算法软件包括：Canny一类的算法软件；

步骤四：控制器控制待检测工件沿X方向运动过程中，重复步骤三和步骤四，直至实现整个工件的扫描并完成三维重建。

2.如权利要求1所述一种基于双目视觉结构光的复杂表面形状检测方法，其特征在于：所述步骤三中，设定：并集D中，结构光线轨迹上的结构光点P（P_x,P_y），进而定义：解析处理机制解析结构光点P（P_x,P_y）包含以下四种状态：

第一种（P1）：图像A中为1、图像B中为0，则通过图像A中的点实现结构光点坐标解析；

第二种（P2）：图像A中为0、图像B中为1，则通过图像B中的点实现结构光点坐标解析；

第三种（P3）：图像A和图像B中均为1，图像A和图像B中的点联合实现结构光点坐标解析，即通过求取坐标平均值来实现；

第四种（P4）：图像A和图像B中均为0，采用解析异常处理机制处理。