[发明专利]一种线结构光的中心提取方法及锻件三维测量方法

说明书

本发明公开了一种线结构光的中心提取方法及锻件三维测量方法，其中，线结构光的中心提取方法包括如下步骤，先对采集的具有线结构光条纹的图像进行滤波和阈值分割，分割出线结构光的光条特征，再提取线结构光条纹的初始中心点p(x,y)，以初始中心点p(x,y)为中点，采用方向模板法确定每个初始中心点的法线方向，并在每个初始中心点的法线方向上采用灰度重心法进行中点提取，提取精确中心点。本发明的线结构光的中心提取方法具有精度高、稳定性好等优点，本发明的锻件三维测量方法具有检测精度高等优点。

技术领域

本发明涉及检测测量技术领域，特别的涉及一种线结构光的中心提取方法及锻件三维测量方法。

背景技术

随着现代制造业水平的发展，产品中大量不规则曲面都需要进行三维测量，以进行检测和验证。而锻件作为重大装备的重要部件，其三维尺寸是衡量加工质量的重要指标，所以对锻件三维尺寸的精确测量不仅是评价锻件质量是否合格，也为后期的设计改善提供了重要的反馈信息，促进加工工艺的优化。传统的激光扫描仪、三坐标测量仪成本昂贵。双目相机三维测量受工作环境影响导致测量稳定性差。

线结构光视觉测量是结合激光扫描和视觉处理技术的非接触测量，具有测量精度高、稳定性强、实时性和通用性的优点，成为国内外解决三维测量问题中的研究热点。许多学者都是通过改进线结构光条纹中心提取算法，精确提取出光条纹的亚像素坐标，进而提高三维测量精度。

然而，线结构光投射到待测物体表面后，会存在一定的宽度，从而造成测量误差，如何准确提取线结构光的中心成为亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种精度高、稳定性好的线结构光的提取方法，以及提高检测精度的锻件三维测量方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种线结构光的中心提取方法，其特征在于，包括如下步骤：先采集的具有线结构光条纹的图像进行滤波和阈值分割，分割出线结构光的光条特征；对光条特征中的每个像素点进行二值化处理，初步提取初始中心点p(u,v)；以提取的初始中心点作为中心，对于每个初始中心点，采用方向模板法确定该初始中心点的法线方向；在每个初始中心点的法线方向上采用灰度重心法进行中点提取，提取精确的中心点。

进一步的，所述初始中心点p(u,v)的提取步骤如下：

对光条特征中的每个像素点进行二值化处理，将各像素点的灰度值与光条特征提取的阈值T进行比较，大于阈值T的像素点标记为1，否则标记为0；对每个像素点P1进行逐点扫描，若该像素点P1标记为1，则对该像素点P1相邻的8个像素点P₂,P₃,...,P₉进行如下判断，像素点P₂,P₃,...,P₉沿像素点P1的顺时针方向依次设置，若满足下式：

则将该像素点P1删除，并将保留的像素点P1作为初始中心点p(u,v)进行提取，式中N(P₁)是P₂,P₃,...,P₉中标记为1的个数，S(P₁)表示P₂,P₃,...,P₉,P₂序列中标记满足0-1顺序排列的累计次数。

进一步的，确定初始中心点的法线方向的步骤如下：

以提取的初始中心点作为中心，将线结构光光条的灰度图像做如下运算：