[发明专利]一种非接触式基于3D图像的物体平面度检测方法、计算机

说明书

本发明属于物体平面度检测技术领域，公开了一种非接触式基于3D图像的物体平面度检测方法、计算机，由图像采集模块和图像处理分析模块组成；图像采集模块包括台一高精度的3D扫描仪，用来扫描待测物体，获取待测平面数据，传到下个模块；图像处理分析模块作用是获取到拍摄物体3D信息后，在vs(Microsoft Visual Studio)+pcl(Point Cloud Library)环境下，用c++编译，进行待测平面的去噪点，滤波，拟合等过程，最后获取待测平面的平面度数据。本发明的重点是采用均值滤波处理，充分发挥3D点云点数多的优势并减小相机拍摄产生噪点的误差；是一种快速、自动、非接触的平面度检测方案。

技术领域

本发明属于物体平面度检测技术领域，尤其涉及一种非接触式基于3D图像的物体平面度检测方法、计算机。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：20世纪初国内外人员对平面度测量就进行了研究，早期运用的都是比较传统的测量方法，如间隙法、指示器法、水平仪法，工件也多为中型或稍大型的平板平面，平面度误差的测量方法众多，常规的测量方法测量精度不高或者步骤繁琐。目前国内外普遍的测量仪器不适合微小零件的测量，轮廓度仪、超精密测量仪、台阶仪等设备虽然能够进行小尺寸零件测量，但是其价格却十分的昂贵。现有技术中采用视觉方案进行平面度检测的方案大多是停留在二维图像方面。和本方案近似的一个方案原理是基于数码相机图像的三维重构，主体包括高分辨率数码相机、定向反光标志(靶标)和数据处理软件3部分。主要采用打标记的方式通过高分辨率数码相机拍摄带标记的平面，再根据物体三维空间到数码相机二维CCD平面的映射关系获取标记点三维坐标，在进行拟合重建平面并进行平面度测量。相比较而言，二维到三维转换就会有一定的误差，这就对二维数码相机还有拍摄时的工装系统有高精度的要求，并且每个平面的测量都需要进行标记，标记点越多得到的平面度信息越精准，这使平面度检测过程更加繁琐，耗时更长。

设计一种小尺寸零件平面度精密测量装置，在满足低成本的前提下实现高精度测量，为小尺寸零件平面度的测量提供一种便捷准确的测量手段很有必要。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前国内外普遍的测量仪器不适合微小零件的平面度测量，价格比较高。

解决上述技术问题的难度和意义：要高精度获取平面度信息，检测点的点数很重要，点数越多越能更精准描述待测平面的信息，也更能看出理想平面和现实的偏差。对传统方如三坐标仪发测平面度而要获取更多的点数势必意味着更多取点的操作，采样检测点的操作变得复杂。本发明能够快速对平面进行高密度采样，同时能保证一定的精度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种非接触式基于3D图像的物体平面度检测方法、计算机。

本发明是这样实现的，一种非接触式基于3D图像的物体平面度检测方法，所述非接触式基于3D图像的物体平面度检测方法获取到拍摄物体3D信息后，在vs+pcl环境下，用c++编译，进行待测平面的去噪点，滤波，拟合过程；获取待测平面的平面度数据。

进一步，所述非接触式基于3D图像的物体平面度检测方法具体包括：

(1)将被测物放到固定位置，通过3D扫描仪完成3D点云的采集和保存，3D扫描仪是激光三角法：利用三角形几何关系求得距离；

(2)接收图像采集模块传输过来的点云信息，进行图像预处理、滤波点云拟合、数据测量获取测量结果；对获取到的3D点云先进行预处理，激光扫描仪扫描通常会产生密度不均匀的点云数据集；稀疏离群点移除方法基于在输入数据中对点到临近点的距离分布的计算；对每个点，计算它到它的所有临近点的平均距离；

(3)在去除噪点后，通过直通滤波来获取待测平面的点云数据；获取到待测平面到3D扫描仪光心的距离，通过限制点云在这个方向上的距离范围，分割出待测平面的点云；