[发明专利]一种基于三维视觉的圆柱面半径测量方法

摘要

本发明公开了一种基于三维视觉的圆柱面半径测量方法，包括通过三维视觉测量系统获取圆柱面的三维点云数据，所述三维视觉测量系统由投影仪和摄像机组成；采用平行平面将圆柱面的三维点云数据分割成二维平面数据；采用基于角度的排序算法将二维平面数据展开为一维点序列；对一维点序列进行超限中值滤波和二次滤波，从而得到去除噪声后的一维点序列；根据得到的一维点序列进行椭圆拟合和圆拟合，从而得到圆柱面不同位置截面的半径大小。本发明能计算出圆柱形零件不同位置截面的半径大小，且可根据计算出的不同位置截面的半径大小直接进行位置误差的测量和分析，具有准确、全面、抗噪声能力强和测量精度高的优点，可广泛应用于计算机视觉检测领域。

主权项

一种基于三维视觉的圆柱面半径测量方法，其特征在于：包括：S1、通过三维视觉测量系统获取圆柱面的三维点云数据，所述三维视觉测量系统由投影仪和摄像机组成；S2、采用平行平面将圆柱面的三维点云数据分割成二维平面数据；S3、采用基于角度的排序算法将二维平面数据展开为一维点序列；S4、对一维点序列进行超限中值滤波和二次滤波，从而得到去除噪声后的一维点序列；S5、根据得到的去除噪声后的一维点序列进行椭圆拟合和圆拟合，从而得到圆柱面不同位置截面的半径大小；所述步骤S1，其具体为：采用摄像机和投影仪搭建基于条纹结构光和主动立体视觉技术的三维视觉测量系统，然后通过三维视觉测量系统依次进行系统标定、条纹投影与采集、绝对相位获取和对应点匹配，最终获取圆柱面的三维点云数据；所述步骤S2，其具体为：采用一组平行平面将三维点云数据分割成多组二维平面数据，所述平行平面垂直于X轴，其中，X轴为圆柱面的中心轴；所述步骤S5，其具体为：S51、对去除噪声后的一维点序列进行椭圆拟合，得到椭圆中心点，然后对椭圆中心点进行空间直线拟合，求出圆柱面的第一中心轴；S52、将圆柱面的第一中心轴以及圆柱面的三维点云数据旋转至与X轴平行；S53、对旋转后圆柱面的三维点云数据重新执行步骤S2～S4，得到去除噪声后与X轴平行的一维点序列；S54、对去除噪声后与X轴平行的一维点序列进行圆拟合，得到圆中心点，然后对圆中心点进行空间直线拟合，求出圆柱面的第二中心轴及相应的圆半径；S55、判断圆柱面的第二中心轴与X轴的夹角是否小于设定的判断阈值，若是，则以求出的圆半径作为圆柱面不同位置的半径大小，反之，则在将圆柱面的第二中心轴以及圆柱面的三维点云数据旋转至与X轴平行之后返回步骤S53。