[发明专利]一种基于线结构激光器的物体点云尺寸测量设备及方法

权利要求书

1.一种基于线结构激光器的物体点云尺寸测量设备，其特征在于，通过铁架结构进行搭建，使得摄像机和线激光器间隔处于同一高度，固定于铁架上端，在激光器正下方放置物体，使线激光器对其进行照射标定，在线激光器照射激光作用于物体时，激光形成激光平面；摄像机对激光与放置的物体的作用图进行图像采集，形成的后在计算机中进行图像处理运算求出具体坐标和尺寸。

2.采用权利要求1所述的测量设备进行等比例方式进行测试的方式，其特征在于，包括以下步骤：

首先，使用线激光器对标准物块进行照射标定，投影通过灰度相机成像在电脑终端处显示；通过对图像进行二值化处理，得到仅含有激光标定线的图片，后对其进行灰度重心提取处理，目的是使得目标线细化，有利于进行尺寸检测；灰度重心法原理即为检测同一横坐标下有灰度值的不同纵坐标像素点；其横坐标不变，纵坐标为有激光处所有像素点纵坐标与像素值的乘积加和除以所有的像素值加和，得出细化曲线；

然后，放置的物体为标准物块，将激光线下放置一标准2cm*2cm*2cm的物块，在对其进行成像，则出现在图像上的部分像素点则被抬高了一段位移；通过求解基底曲线和抬高曲线的图像像素距离，可以知道2cm距离对应的尺寸为相应像素点个数；

最后，那么后续进行实验测量时，保证基底线不动，而测量出抬高曲线的像素距离值，即可换算出物体表面每一点的距离。

3.采用权利要求1所述的测量设备进行基于激光三角法进行测试的方式，其特征在于，包括以下步骤：

首先使用棋盘格标定板放置于激光线下方，进行标定，检测出每一个角点位置，并进行世界坐标系的标定；使用opencv计算机视觉图像库对像素坐标和相应三维世界坐标进行坐标变换求解出变换矩阵和相机内外参数；

然后拍摄若干张棋盘格照片，再在每一张图片同一位置照射激光进行拍摄，对于有无激光条纹的相应棋盘格照片，提取出激光条纹曲线，标定板所在位置规定其世界坐标系下方程为Z_w＝0，通过世界坐标系和相机坐标系转换关系求得其相机坐标系下的平面方程；又由于激光线位于标定板平面上，所以其相机下的三维坐标满足靶平面在相机坐标系下平面方程；故可以求得激光线上每一点在相机坐标系下的三维坐标，即可求得线激光平面方程，此方程为在相机坐标系下的方程；

最后，当进行物体测量时，物体表面被照射，物体表面每一点均在已标定的激光平面之上，通过摄像机拍摄的图像像素坐标转换到相机坐标系下，即可得出每一点的相机坐标系下的三维坐标，再对基准线进行同样的坐标变换，得出基准线在相机坐标系下的三维坐标，两个坐标一对比就可以求出相应的测量距离了。