[发明专利]三维检测系统和三维检测方法

说明书

本公开涉及一种三维检测系统和三维检测方法，该三维检测系统包括：图像采集传感器，用于采集物体表面图像；二维孔特征计算器，用于基于所述物体表面图像，确定孔二维特征参数；三维孔特征计算器，用于基于所述孔二维特征参数，对孔进行三维重建，确定孔三维特征参数；辅助功能计算器，用于基于所述孔二维特征参数和所述孔三维特征参数，对所述孔三维特征参数进行优化。本公开实施例提供的技术方案，通过对物体表面图像进行识别，确定孔二维特征参数和孔三维特征参数，并利用辅助功能计算器对孔三维特征参数进行优化，可实现有效测量孔位。

技术领域

本公开涉及三维扫描技术领域，尤其涉及一种三维检测方法和三维检测系统。

背景技术

光学三维检测系统是常用的快速三维测量系统，在工业检测领域，光学三维扫描正逐渐成为主流的检测技术手段。工业光学三维扫描技术按扫描方式主要分两大类：固定式三维扫描和手持式三维扫描。其中，固定式三维扫描的优点是面阵扫描，单帧扫描可得整个可见区域的三维数据，单次测量效率较高，测量精度较高；其缺点是固定式三维检测系统通常笨重、使用不便捷及人工操作体验不佳。手持式三维扫描的优点是操作灵活便捷，更加适用于各种形状、尺寸的工件测量，特别是采用激光光源的手持式三维检测系统还具有很好的复杂光照、材质、颜色等适应性。

随着工业制造水平和品控需求的日益提升，工件上各种孔位的快速精确测量技术逐渐称为检测领域关注的重点。目前，采用三维扫描设备(或系统)进行孔位检测的方法通常是：采集工件上孔壁内表面的三维点云，利用点云拟合特征并进行特征尺寸测量。但是，当面向内壁表面积较小或内壁直径较小等类型孔时，难以通过扫描得到充足或完整的内壁数据，点云拟合特征将失效，从而导致无法准确有效地测量孔位。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种三维检测系统和三维检测方法。

本公开提供了一种三维检测系统，包括：

两个图像采集传感器，用于采集物体表面图像；

二维孔特征计算器，用于基于所述物体表面图像，确定孔二维特征参数；

三维孔特征计算器，用于基于所述孔二维特征参数，对孔进行三维重建，确定孔三维特征参数；

辅助功能计算器，用于基于所述孔二维特征参数和所述孔三维特征参数，对所述孔三维特征参数进行优化。

在一些实施例中，所述图像采集传感器设置有至少两个，所述图像采集传感器设置在同一手持式扫描设备中。

在一些实施例中，所述手持式扫描设备还包括补光装置和图案投影器；

所述图案投影器用于将结构光图案投射至物体表面；

所述补光装置用于物体表面照明。

在一些实施例中，所述图案投影器采用激光光源、LED光源或卤素灯光源；

所述补光装置为全局LED灯。

在一些实施例中，所述二维孔特征计算器包括：

孔特征分类器，用于基于所述物体表面图像识别孔的轮廓，并按照轮廓的形状将孔划分至不同的类别；

孔特征提取器，用于基于孔的轮廓的类别，提取所述孔二维特征参数。

在一些实施例中，所述孔特征分类器包括：

圆孔识别器，用于基于孔的轮廓形状拟合椭圆，并在拟合误差小于第一阈值时，将孔归类为椭圆孔；

方孔识别器，用于检测未归类至圆孔的闭合轮廓的角点，将孔的轮廓形状中有且仅有四个角点，且两两相邻角点间轮廓在一条直线上的孔归类为方孔；