[发明专利]一种自由曲面内三维缝隙形貌自动采集方法及采集装置

权利要求书

1.一种自由曲面内三维缝隙形貌自动采集方法，包括以下步骤：

S11、初始采集位姿获取步骤：根据待采集自由曲面产品的缝隙位置标注并计算生成图像采集装置初次采集该缝隙的初始采集位姿；

S13、图像采集装置的初始采集位姿调整步骤：根据获取的初始采集位姿调整图像采集装置的初始采集位姿；

S15、当前段图像采集步骤：采集该段的缝隙图像；

S17、下一段待采集缝隙的采集位姿调整步骤：根据当前段和当前段的上一段缝隙图像信息、图像采集装置的当前位姿约束图像采集装置采集下一段缝隙的采集位姿，并据此调整图像采集装置的下一段采集位姿，从而逐步实现对整个缝隙的分段采集；

在所述S17步骤之前，还包括：

结束采集位姿获取步骤：根据待采集曲面产品的缝隙位置及形状获取该缝隙的最后一次的结束采集位姿；

在所述S13步骤中，还包括：

S131、将图像采集装置移动至初始采集位置处并调整该图像采集装置的初始采集向量

S132、缝隙图像试采集；

S133、根据试采集的缝隙图像得到该段缝隙轮廓；

S134、根据所述缝隙轮廓计算轮廓点云数据的法向向量

S135、判断所述法向向量与图像采集装置的初始采集方向向量的夹角的绝对值是否大于或等于第一阈值，若大于或等于所述第一阈值，则进入S136步骤，若小于所述第一阈值，则将当前试采集的缝隙图像视为首段采集后，转入S17步骤；

S136、若大于或等于所述第一阈值，则根据大于或等于的角度调整所述图像采集装置的位姿，以使其采集光束方向垂直地射入该段缝隙内部，进入当前段图像采集步骤。

2.如权利要求1所述的自由曲面内三维缝隙形貌自动采集方法，其特征在于，所述S17步骤包括以下子步骤：

S171、根据当前段缝隙图像的缝隙轮廓的拐点集合k_ij计算得到当前缝隙轮廓的点云数据的法向向量

S172、判断所述法向向量与上一段采集的缝隙图像对应的缝隙轮廓的点云数据的法向向量的夹角Δθ_i的绝对值是否大于或等于预设的第一阈值；若大于或等于预设的第一阈值，则进入S173步骤，若小于预设的第一阈值Δθ，则转入S176步骤；

S173、控制所述图像采集装置沿缝隙宽度方向X转动Δθ_i度；

S174、根据转动角度Δθ_i计算图像采集装置沿缝隙长度方向Y的相应位移Δy位置，使图像采集装置回位，从而保证图像采集装置的采集方向始终近似垂直于该段缝隙轮廓；

S175、判断图像采集装置的下一段采集位置y_i+1＝y_i+t_y是否超出终点y_final，即y_i+1＝y_i+t_y≤y_final，所述t_y为采样间隔；若超出终点，则结束采集，若未超出终点，则进入S176步骤；

S176、则图像采集装置沿缝隙的长度方向Y正方向匀速移动采样间隔t_y，使得y_i+1＝y_i+t_y；

S177、判断待采集的下段缝隙在缝隙的宽度方向X和高度方向Z是否位于图像采集装置的规定的视场采集范围内，该规定的视场采集范围处于图像采集装置的有效采集视场范围内；若未位于所述图像采集装置的规定采集视场的范围内，则进入S178步骤，若位于所述图像采集装置的规定采集视场的范围内，则转入S15步骤，以进行下一段缝隙轮廓的图像采集；

S178、调整图像采集装置的宽度方向X和/或高度方向Z的坐标，使其采集视场位于规定采集视场范围内。