[发明专利]一种强反光抑制方法

摘要

一种强反光抑制方法，该方法能够实现对强反光金属结构件的在位测量，它有八大步骤。该方法首先对左右相机和投射器进行标定；再利用在位测量机床提供的参数求取投射器与工件坐标系的相对位姿；然后通过零件CAD的模型的各个面法线方向进行测量规划；进而工件上需要测量的点投影到数字投射器上，确定出需要投射的区域后选择性投射；最后通过对相机拍的图片的相位解算完成物体的三维复现。本发明除了具有速度快、精度高和三维点云稠密等优点外，还实现了无人工干预下的全自动在位测量，可操作性强，能够满足现场强反光金属结构件在位快速测量的需求。

主权项

1.一种强反光金属结构件的在位测量中多次反光抑制方法，其特征在于，它包括以下 步骤 ：步骤一 ：利用基于平面靶标的相机标定算法，标定左相机、右相机和投射器内参数，标 定出左相机与右相机之间的外参数和左相机与投射器之间的外参数 ；首先将平面靶标至于 投射器和相机前，通过相机拍摄靶标计算圆心点坐标 ；然后投射横纵条纹，计算圆心点坐标 对应的相位，并由相位计算对应的数字投射器坐标，从而建立其靶标圆心三维坐标与投射 器像平面上二维图像坐标的关系 ；最后利用基于平面靶标的相机标定算法，标定投影仪内 参数，利用靶标作为中介标定出投影仪与左相机之间的外参数和左相机与右相机之间的外 参数 ；步骤二 ：通过零件的 CAD 模型进行测量规划 ；首先根据高斯球原理，确定测量传感器的 测量姿态即方位角 ；然后根据测量传感器单视场的测量范围，确定每个姿态下测量传感器 的空间坐标 ；再根据坐标转换原理，将传感器的空间坐标转换为机床下的坐标值 ；最后，就 划分出来了需要选择性投射的各个面 ；步骤三 ：计算被测工件和数字投射器之间的坐标关系 ；即需要确定旋转矩阵 R 和平移 向量 T ；数字投射器与左相机坐标系之间的相对位姿由数字投射器标定给出，左相机坐标 系与拼接测量坐标系之间的相对位姿由拼接测量系统给出，拼接测量坐标系与工件坐标系 之间的相对位姿由坐标对齐系统给出，由坐标系转换关系得到数字投射器与工件坐标系之 间的相对位姿 ；步骤四 ：将工件上需要测量的点投影到数字投射器上，确定出需要投射的区域 ；将工 件上需要测量的点的坐标转换成数字投射器坐标，由此确定出需要投射的区域，为选择性 投射做准备 ；步骤五 ：投射的区域进行腐蚀及膨胀运算后，选择性投射 ；根据步骤二对被测零件的 测量规划，根据投射面和现场环境的需要选择性投射不同亮度的条纹图像 ；步骤六 ：利用左右相机拍摄投射需要测的各个面的条纹图像 ；根据需要调节相机曝光 时间拍摄待测面的图像 ；步骤七 ：相位解算与正确性分析 ；对拍摄的物体横、竖正弦条纹的投影，进行相位解算 和相位展开，获得大量匹配点 ；相位解算采用四步相移法，对应的解相公式其中 gi(x,y) 为条纹图像，Φ(x,y) 为需要解算的相主值，i 为相移次数 ； 利用外差多频相位展开法进行相位展开，通过投射多级周期相差不大的条纹，根据外差原理，得到一个周期可覆盖整个视场的条纹，利用这个条纹与其中一个原始投射条纹在 零相位相同的情况下相位值与周期的反比关系，进行相位展开 ；根据实际需要，这里投射三 种不同频率的条纹，经过对物体的横竖投影、拍照，相位解算和展开之后，左右相机的每一 个像素对应着一对横竖相位值，这些相位值以二维数组的形式存储，横、竖相位分别存在不 同的数组中 ；步骤八 ：利用外差多频相位展开法得到的最后的解相结果进行被测表面的三维复现， 得到被测表面的三维点坐标。