表面曲率突变光学轮廓测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105783782A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610311407.5(22)申请日2016.05.12(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人余学才赵晨晨魏英杰葛小武周建华(74)专利代理机构成都宏顺专利代理事务所(普通合伙)51227代理人周永宏王伟(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G06T5/00(2006.01)G06T17/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称表面曲率突变光学轮廓测量方法(57)摘要本发明公开了一种表面曲率突变光学轮廓测量方法，首先获取光带图像，再对光带图像进行均值滤波和二值化处理，然后对二值化处理后的光带图像进行平均灰度计算，采用平均灰度算法判断台阶曲率突变的特殊位置，在三维轮廓重建的过程中，能对曲率突变位置作出相应的识别处理，滤出该曲率突变位置轮廓线，准确的还原出该表面曲率突变物体的轮廓。CN105783782ACN105783782A权利要求书1/1页1.一种表面曲率突变光学轮廓测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：待测物处于位置j时，利用计算机软件发出脉冲调制信号对激光器进行调制，激光器输出线型光束对待测物进行照明；同时利用计算机软件发出触发信号，触发CCD图像传感器同步采集待测物表面的光带图像，并将采集的图像记为A1，然后关闭激光器，CCD摄像机再次采集相同位置的图像，记为A11；S2：对由锁定成像所得的图像A1、A11进行处理，在此位置获得一幅去除背景光的光带图像Ij；S3：对上述S2中获得的光带图像Ij进行二值化处理；S4：对二值化处理后的光带图像Ij进行平均灰度计算，设该图片中有N个像素点，第i个像素点的灰度值为Ni，则光带图像Ij的平均灰度为：S5：将待测物从位置j沿导轨平移距离L到达位置j+1处，重复步骤S1至S4，得到与光带图像I位置连续的光带图像Ij+1，并计算出光带图像Ij+1的平均灰度Navej+1；S6：将光带图像Ij+1的平均灰度除以光带图像Ij的平均灰度，得到比值进行判断，若比值则光带图像Ij+1为曲率突变图像，该位置为曲率突变位置，在待测物的每个位置，计算机软件均采用三维表面轮廓重建技术进行同步的轮廓重建，若该位置为曲率突变位置，则滤出该位置轮廓线后返回S5；若比值则该位置没有曲率突变，返回S5；直到完成待测物整体的轮廓重建。2.根据权利要求1所述的表面曲率突变光学轮廓测量方法，其特征在于：所述步骤S3中光带图像在二值化处理处理前进行均值滤波。3.根据权利要求1所述的表面曲率突变光学轮廓测量方法，其特征在于：所述步骤S6中k的大小与待测物的表面曲率相关。2CN105783782A说明书1/5页表面曲率突变光学轮廓测量方法技术领域[0001]本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种表面曲率突变光学轮廓测量方法。背景技术[0002]随着机械、汽车、航天等制造业和服务、制鞋、玩具等民用工业的发展，在模具制造业中对复杂表面进行测量的需要越来越多。迄今为止，光学三维轮廓测量技术已经有了很长时间的发展，已有许多成熟的测量方法。但现有的三维轮廓系统的测量精度、自动化、自适应程度普遍偏低，尤其对复杂结构轮廓的测量，现尚存在许多没有解决的难题。[0003]三维测量是各个应用领域，如制造业、检验、文档分析、工程设计、刑事侦查现场痕迹分析、自动在线检测、质量控制、机器人、医疗诊断和军事等领域中各种智能自主系统中不可分割的一部分。随着现代检测技术的进步，三维测量技术逐步成为人们的研究重点，特别是随着激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的发展，使得光学式三维测量技术得到广泛的应用。[0004]而随着计算机技术和光电技术的发展，基于光学原理、以计算机图像处理为主要手段的三维复杂曲面非接触式快速测量技术也应运而生。逆向工程，是指从实物上采集大量的三维坐标点，并由此建立该物体的几何模型，进而开发出同类产品的先进技术，复杂曲面的逆向工程也是逆向工程的难点之一，它是根据曲面的测量规划，对曲面进行数字化扫描检测，再将数字点云进行曲面重构生成CAD模型，随着机械、汽车、航天等制造业和服务、制鞋、玩具等民用工业的发展，在模具制造业中对复杂表面进行测量的需要越来越多。[0005]光学三维轮廓测量由于其非接触性、高精度与高分辨率，在CAD/CAE、反求工程、在线检测与质量保证、多媒体技术、医疗诊断、机器视觉等领域得到日益广泛的应用，被公认是最有前途的三维轮廓测量方法。[0006]对于曲率突变的几何物体，一般的三维测量方法都会失效。例如线结构激光法，当线形激光器光刀照射于曲率突