[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

说明书

本发明公开了一种自由曲面内三维缝隙形貌自动采集方法及采集装置，所述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。

技术领域

本发明涉及一种产品图像采集技术领域，特别涉及一种自由曲面内三维缝隙形貌自动采集方法及装置，用于先进制造领域自由曲面产品自身内或相互组装间三维缝隙轮廓的快速高质量图像的采集获取。

背景技术

自由曲面产品已丰富了我们的日常生活，具有自由曲面的产品广泛地分布到汽车、建筑、艺术品、牙齿、家用产品、航空航天、高铁等多个领域，这些自由曲面产品自身或者相互装配过程中往往存在缝隙，这些三维缝隙轮廓的指标是否满足设计加工的要求将直接决定着合成产品的最终质量，因此针对自由曲面内三维缝隙轮廓的高质量采样获取十分重要。由于三维缝隙轮廓的非规则形状与多变特征使得对于其自动高质量采样获取比较困难，特别是对于尚未具备先验知识的缝隙模型。传统对于三维缝隙轮廓的采样获取大都基于三坐标测量机，若待测缝隙模型未知，则必须通过手动控制触头来逐点对缝隙的关键特征进行采样，由于采用接触式测量方式以及测量过程中存在过多的人员干预，使得被测对象表面常被划伤而且被测对象的材质也受到极大的限制，同时测量效率与测量精度都难以保证。

最近几年，金属、塑料、橡胶、陶瓷、合成、软质等不同材质的自由曲面产品的广泛使用，使得对自由曲面内缝隙轮廓图像获取的新的采集装置与采集方法的需求日益迫切。现如今，基于视觉传感的获取方法已成为研究热点，特别是基于线结构光光源与图像传感器设计构成采集装置，其由于主动发出线光源并易柔性集成于坐标装置上，所以更有利于缝隙内部轮廓的采集获取。针对自由曲面三维缝隙轮廓非规则、自由变化等显著特点，在不具备缝隙轮廓先验知识的前提下，研究缝隙三维轮廓的自动、高质量采集方法及采集装置，形成快速、准确、低成本、易操作的采集过程，将解决自由曲面内连续缝隙轮廓难以高质量自动获取的难题，有利于企业对于自由曲面产品的监督与检测。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种快速、准确、低成本、高质量、易操作的自由曲面内三维缝隙轮廓的自动采集方法及采集装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术问题是：提供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。

进一步的，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：

判断图像采集装置的下一段采集位姿是否超出终点采集位姿；若超出终点采集位置则结束采集，从而逐步实现由首至尾的依次分段采集缝隙图像。