[发明专利]一种基于双屏的物体表面三维形貌测量方法

摘要

本发明公开了一种基于双屏的物体表面三维形貌测量方法，属于三维表面测量技术领域。本发明是利用一结构光激光器发出入射结构激光线照射到可发生镜面反射的被测物体表面上，经被测物体表面镜面反射产生的携带物体表面三维形貌信息的反射激光线，依次照射到半透明成像屏和普通成像屏上形成变形的激光网格图像；并利用两CCD摄像机分别采集两成像屏上的图像，通过图像处理从所采集的图像中提取出激光网格信息，进而利用两点确定一条直线的基本原理确定出反射激光线；最后根据反射定律，由入射激光线与反射激光线求出被测物体三维表面上的入射点，获得三维表面入射点分布，由此通过一套严格的物体表面三维恢复算法而重构出被测物体的三维表面。

主权项

1.一种基于双屏的物体表面三维形貌测量方法，其特征在于，其步骤为：（1）对被测物体表面进行镜面反射处理，将结构光激光器(1)置于被测物体一侧的斜上方，使之发射出入射结构激光线照射到被测物体的表面(8)上形成激光网格(7)，经被测物体的表面(8)镜面反射产生的携带物体表面信息的反射激光线，依次照射到被测物体另一侧的半透明成像屏(2)和普通成像屏(3)上；（2）利用第一CCD摄像机(4)采集反射激光线在半透明成像屏(2)上所形成的图像，第二CCD摄像机(5)采集透过半透明成像屏(2)的反射激光线在普通成像屏(3)上所形成的图像，并将两CCD摄像机同步采集的图像存储到计算机(6)中；（3）建立被测物体表面三维恢复算法，首先，根据激光器(1)在空间坐标系中的位置，其空间坐标为A(xa, ya, za)，及激光器(1)发射出的激光线之间的夹角大小关系，确定入射线激光束的方程，如式(1.1)所示：                           （1.1）式中：(Ix, Iy, Iz)是入射激光的方向向量I其次，通过图像处理从两CCD摄像机采集的图像中，提取出同一反射激光线投影于半透明成像屏(2)和普通成像屏(3)上所成像的点的空间坐标，B(xb, yb, zb)和C(xc, yc, zc)，确定反射激光线方程，如式(1.2)所示：                                 （1.2）最后，联立入射激光束方程式(1.1)与反射激光线方程式(1.2)求出交点O(xo, yo, zo)，根据反射定律，交点即为入射激光线在被测物体表面(8)的入射点，利用曲面拟合算法对各入射点进行拟合，进而重构出被测物体的三维表面。