[发明专利]监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备

说明书

本申请涉及一种监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备。上述监测柱状物体行进过程的方法，包括向待测物体表面发射一组条纹结构光。根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据。根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量，从而能够在柱状物体行进过程中实现高速高精度的监测和反馈。上述方法操作简单，且测量速度快且精度高，数据处理简单。

技术领域

本申请涉及三维测量领域，特别是涉及一种监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备。

背景技术

目前在一些高精密的工业制造、探测及医疗设备的工作过程中，常需要将探针、导管等圆柱状物体与目标位置进行对准和插入。但是受到机械运动误差、人为操作等外界因素的干扰，整个行进过程需要不断反馈和校准。因此，需要一种无接触高精度监测方法和系统，能够对圆柱状物体的空间位置和运动轨迹进行高精度的监测并反馈给控制系统进行校准，从而保证圆柱状物体与目标位置进行顺利对准和插入。

发明内容

基于此，本申请提供一种监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备，以对柱状物体的空间位置和运动轨迹进行高精度的监测。

一种监测柱状物体行进过程的方法，包括：

向待测物体表面发射一组条纹结构光；

根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据；

根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。

在其中一个实施例中，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量的步骤包括：

根据所述图像数据和系统的标定参数，确定所述待测物体的三维点云信息；

对所述三维点云信息进行拟合，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。

在其中一个实施例中，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，确定所述待测物体的三维点云信息的步骤包括：

根据所述图像数据的灰度值，确定带有所述待测物体的相位信息；

根据所述标定参数，将所述相位信息转换为所述三维点云信息。

在其中一个实施例中，所述待测物体的相位信息与所述灰度值的关系式为：

其中，为待测物体的相位信息，I_n为第n个图像数据对应的灰度值。

在其中一个实施例中，所述条纹结构光为正弦分布的相移条纹结构光。

在其中一个实施例中，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量的步骤之后包括：

根据所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量，计算述待测物体与目标的相对空间位置。

一种监测柱状物体行进过程的系统，包括：

投影设备，用于向待测物体表面发射一组条纹结构光；

探测器，与所述投影设备连接，用于根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据；以及

处理器，与所述探测器连接，用于根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。

在其中一个实施例中，所述处理器包括：

参数设置模块，与所述投影设备连接，用于设置条纹结构光的参数，并发送至所述投影设备；以及；