[发明专利]矩形体的自动化检测与三维重构系统及方法

摘要

本发明公开了一种矩形体的自动化检测与三维重构系统及方法，包括驱动位移模块、激光扫描模块、纹理采集模块和中央处理模块，其中驱动位移模块包括多轴步进电机驱动器、X轴平移台、Y轴平移台、Z轴平移台、旋转台和载物台；激光扫描模块设于载物台上方，用来采集待测矩形体表面的激光点云；纹理采集模块设于Z轴平移台，用来采集待测矩形体表面的纹理图像；中央处理模块连接多轴步进电机驱动器、激光扫描模块和纹理采集模块。本发明在激光点云获取分析、图像拍摄与处理、三维模型重建上实现了自动化，可快速实现矩形体的自动化检测和三维纹理重构，有效解决了传统技术中存在的效率低、工作强度大的问题。

主权项

矩形体的三维重构方法，其特征是：采用矩形体的自动化检测与三维重构系统重构，所述的自动化检测与三维重构系统包括驱动位移模块、激光扫描模块、纹理采集模块和中央处理模块，其中：驱动位移模块包括多轴步进电机驱动器、X轴平移台、Y轴平移台、Z轴平移台、旋转台和载物台，X轴平移台水平设置，Y轴平移台水平安装于X轴平移台上，旋转台水平设于Y轴平移台上，载物台水平设于旋转台上，载物台用来放置待测矩形体，Z轴平移台设于X轴平移台上方；多轴步进电机驱动器通过步进电机驱动X轴平移台和Y轴平移台在水平面直线移动、驱动Z轴平移台上下移动、驱动旋转台旋转，X轴平移台和Y轴平移台的移动方向垂直；激光扫描模块设于载物台上方，用来采集待测矩形体表面的激光点云；纹理采集模块设于Z轴平移台，用来采集待测矩形体表面的纹理图像；所述的纹理采集模块包括顶部相机和侧部相机，顶部相机用来采集待测矩形体上表面和下表面的纹理图像，侧部相机用来采集待测矩形体侧面的纹理图像；中央处理模块连接多轴步进电机驱动器、激光扫描模块和纹理采集模块；所述的三维重构方法包括：步骤1，X轴平移台直线移动带动待测矩形体移动，激光扫描模块断面扫描待测矩形体表面的二维信息，结合X轴平移台位移量，获得待测矩形体一个或多个表面的三维点云数据；步骤2，优化三维点云数据，根据优化后的三维点云数据获得待测矩形体的几何参数测量值，所述几何参数测量值包括待测矩形体的长宽高测量值及待测矩形体中待测特征的位置和尺寸测量值；步骤3，采用纹理采集模块采集待测矩形体所有表面的原始纹理图像，具体为：通过调整X轴平移台、Y轴平移台、Z轴平移台、旋转台的位置，采用顶部相机采集待测矩形体顶面和底面的原始纹理图像，采用侧部相机拍摄待测矩形体侧面的原始纹理图像；步骤4，预处理所有表面的原始纹理图像，即对原始纹理图像依次进行畸变校正、纹理剪裁；步骤5，根据待测矩形体的几何参数测量值构建待测矩形体的三维实体模型，将预处理后各表面的纹理图像分别粘贴在三维实体模型的对应表面，即得待测矩形体的三维纹理模型。