[发明专利]一种三维弯管的视觉检测方法及系统

说明书

一种三维弯管的视觉检测方法及系统，其中通过三维重建模块采集待测弯管的图像并得到单幅的弯管点云数据，并通过视觉定位模块对三维重建模块当前的空间位置和姿态进行视觉定位；根据视觉定位结果对单幅的弯管点云数据进行融合，形成完整的弯管点云数据；根据完整的弯管点云数据识别弯管的圆柱段和圆弧段，并确定弯管的圆柱段和圆弧段的参数。由此，本发明能够实现对三维弯管工件的快速、精确检测，具有操作便捷、灵活程度高、测量准确的优点。

技术领域

本发明涉及弯管检测，特别是涉及一种三维弯管的视觉检测方法及系统。

背景技术

传统的工业弯管件检测的主要方法包括：检具检测(靠模法)、基于二维图像的视觉检测、成型测量、叉式测量等方法。在这些现有的检测方法中，检具检测方法操作耗时，不能做到全检，模具体积较大不便于存储，结果可追溯性差，难以量化；基于二维图像的视觉检测方法对检测场景要求较高，部分检测设备体积较大，无法适应弯管不易拆卸的场合；成型测量方法效率不高，叉式测量方式只适用于低精度测量场合；成型测量和叉式测量中使用关节臂、机械臂等高精度机械，对于大尺寸弯管件测量而言，测量范围受到局限，其次关节臂等机械设备不够便携，对测量场景有一定的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服的上述技术缺陷中的至少一种，提供一种三维弯管的视觉检测方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种三维弯管的视觉检测方法，包括如下步骤：

A、通过三维重建模块采集待测弯管的图像，进行三维重建得到单幅的弯管点云数据；

B、通过视觉定位模块对所述三维重建模块当前的空间位置和姿态进行视觉定位；

C、根据视觉定位结果对所述单幅的弯管点云数据进行融合，形成完整的弯管点云数据；

D、根据所述完整的弯管点云数据识别弯管的圆柱段和圆弧段；

E、根据弯管的圆柱段和圆弧段的识别结果，确定所述弯管的圆柱段和圆弧段的参数。

进一步地：

步骤A中，所述三维重建模块为基于线结构光原理的三维重建模块，步骤A具体包括如下步骤：

A1、使用所述三维重建模块拍摄投射到弯管上的结构光条纹，对结构光条纹的条纹中心进行亚像素提取；

A2、根据线结构光的三角测量法，对提取到的像素位置进行三维重建，得到所述单幅的弯管点云数据。

步骤B中，所述视觉定位模块为基于双目视觉定位原理的视觉定位模块。

步骤C中，根据所述三维重建模块当前的空间位置和姿态，对所述单幅的弯管点云数据进行平移和旋转，得到所述完整的弯管点云数据；

其中，对所述单幅的弯管点云数据进行所述平移和旋转使用如下转换关系：

P_w＝R_cw·P_c+T_cw (1)

其中P_w表示世界坐标系下的点云坐标，P_c表示三维重建模块坐标系下的点云坐标，R_cw表示从三维重建模块坐标系到世界坐标系下的旋转矩阵，T_cw表示从三维重建坐标系到世界坐标系下的平移矩阵。

所述旋转矩阵R_cw和所述平移矩阵T_cw通过所述三维重建模块上的编码点在所述世界坐标系下的三维坐标P_codew和所述三维重建模块坐标系下的坐标P_codec确定；