[发明专利]基于光栅投影多步相移法的3D打印制品三维缺陷检测方法

摘要

本发明公开了一种基于光栅投影多步相移法的3D打印制品三维缺陷检测方法。根据待测物体的标准CAD模型3D打印待测物体，投射标准正弦数字光栅到待测物体表面，拍摄条纹图像预处理获得拍摄点云；根据待测物体的标准CAD模型生成标准点云；计算拍摄点云的快速点特征直方图，进行随机采样一致变换获得粗配准点云；采用迭代最近点方式对粗配准点云进行处理获得精配准点云；提取异常点并欧式聚类，获取缺陷的位置和缺陷个数；采用点云生长方法从缺陷的位置生长出缺陷区域点云，对缺陷区域点云进行三维重建。本发明缺陷检测精度高，光栅投影覆盖范围广，检测全面效率高，对环境要求低，可满足实际工业应用需求。

主权项

1.一种基于光栅投影多步相移法的3D打印制品三维缺陷检测方法，其特征在于：步骤1)，获取待测物体表面点云及点云预处理阶段：根据待测物体的标准CAD模型3D打印出待测物体，将待测物体放置在桌面上，投射多幅不同初始相位的标准正弦数字光栅到待测物体表面，通过CCD相机连续拍摄物体表面被投射标准正弦数字光栅后的条纹图像，利用反正切函数对条纹图像进行求解得到相位值，将所求的相位值进行解包裹反求得到待测物体的表面点云，然后进行预处理获得拍摄点云；步骤2)，获取标准点云阶段：提取待测物体的标准CAD模型的三角形面片的顶点坐标和法向量，在三角形面片上采样生成所需密度的标准点云；步骤3)，粗配准阶段：计算拍摄点云的快速点特征直方图，在标准点云中找到与快速点特征直方图相似的点，进行随机采样一致变换获得粗配准点云；步骤4)，精配准阶段：采用迭代最近点方式(ICP)对粗配准点云进行处理获得精配准点云；步骤5)，提取缺陷阶段：设置缺陷阈值遍历提取异常点，用异常点进行欧式聚类，计算每个类中所有点的重心坐标作为缺陷的位置，获取待测物体表面的各个缺陷位置和缺陷个数；采用点云生长方法从缺陷的位置生长出缺陷区域点云，对缺陷区域点云进行三维重建。