[发明专利]用于检测表面形貌的方法、设备、介质和系统

权利要求书

1.一种用于检测表面形貌的方法，包括：

基于系统的灰度响应曲线产生至少一个彩色多灰度级编码图像，并通过投影设备将所述至少一个彩色多灰度级编码图像分别投影到待检测表面；

通过至少一个图像采集设备分别获取每个彩色多灰度级编码图像的一个反射图像，并且计算每个反射图像在相应图像采集设备的参考坐标系下的三维坐标以产生用于指示所述至少一个彩色多灰度级编码图像的一组点云数据；以及

基于所述至少一个彩色多灰度级编码图像的一组点云数据确定所述待检测表面的形貌特征。

2.如权利要求1所述的方法，其中基于系统的灰度响应曲线产生至少一个彩色多灰度级编码图像还包括：

基于所述灰度响应曲线和所述投影设备的像素分辨率产生所述至少一个彩色多灰度级编码图像。

3.如权利要求2所述的方法，其中每个彩色多灰度级编码图像包括RGB三种颜色，并且每个彩色多灰度级编码图像的灰度级的数量和所述至少一个彩色多灰度级编码图像的数量满足如下关系：

n^3m≥S，

其中，n表示每个彩色多灰度级编码图像的灰度级的数量，m表示所述至少一个彩色多灰度级编码图像的数量，S表示所述投影设备的像素分辨率。

4.如权利要求1所述的方法，其中产生用于指示所述至少一个彩色多灰度级编码图像的一组点云数据还包括：

通过第一图像采集设备和第二图像采集设备分别获取每个彩色多灰度级编码图像的第一反射图像和第二反射图像；

对于每个彩色多灰度级编码图像，获取所述第一反射图像的每个像素点在所述第一图像采集设备的二维坐标和在所述投影设备中的横坐标，并且利用三角测距原理对所述第一图像采集设备的二维坐标和所述横坐标进行矩阵转换，以获取所述第一反射图像的每个像素点在所述第一图像采集设备的参考坐标系下的三维坐标；

对于每个彩色多灰度级编码图像，获取所述第二反射图像的每个像素点在所述第二图像采集设备的二维坐标和在所述投影设备中的横坐标，并且利用三角测距原理对所述第二图像采集设备的二维坐标和所述横坐标进行矩阵转换，以获取所述第二反射图像的每个像素点在所述第二图像采集设备的参考坐标系下的三维坐标；以及

基于每个彩色多灰度级编码图像的第一反射图像的每个像素点在所述第一图像采集设备的参考坐标系下的三维坐标和第二反射图像的每个像素点在所述第二图像采集设备的参考坐标系下的三维坐标获取所述至少一个彩色多灰度级编码图像的该组点云数据。

5.如权利要求1所述的方法，其中基于所述至少一个彩色多灰度级编码图像的一组点云数据确定所述待检测表面的形貌特征还包括：

确定所述投影设备和所述至少一个图像采集设备相对于所述待检测表面的多个视角；

对于所述多个视角中的每个视角，获取所述至少一个彩色多灰度级编码图像的一组点云数据；

对每个视角下的点云数据进行坐标转换以转换为全局统一的坐标系下的点云数据；以及

对所述多个视角下的转换后的点云数据进行拼接以形成针对所述待检测表面的完整的点云数据。

6.如权利要求5所述的方法，其中基于所述至少一个彩色多灰度级编码图像的一组点云数据确定所述待检测表面的形貌特征还包括：

对所述多个视角下的转换后的点云数据进行精简，以去除所述多个视角下的点云数据之间的重叠数据；以及

对精简后的点云数据进行滤波以获取针对所述待检测表面的光滑的点云数据。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于至少四个参考灰度渐变图像确定所述灰度响应曲线，其中所述至少四个参考灰度渐变图像具有相同的灰度级个数和不同的灰度级渐变方向。