[发明专利]利用多线结构光测量间隙面差的方法

权利要求书

1.一种利用多线结构光测量间隙面差的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)多线结构光投射器向被测物表面投射相互平行的多条线结构光，相机采集多条线结构光被调制所形成的结构光图像；所述多条线结构光至少有三条；

2)对所述结构光图像进行光条中心提取、图像处理，得到光条图像，对所述光条图像进行轮廓分割，依据与间隙的相对位置标记为左/右光条轮廓，将每个左/右光条轮廓中的所有点记为一个单侧点集，对于单个单侧点集将其中距间隙位置最远的点标记为起始端点；

3)选取任一单侧点集，对所有点拟合直线，标记为第一直线；

4)在所述单侧点集中，从起始端点开始筛选步长t范围内的点，标记为点集I，利用点集I拟合直线，标记为第二直线，求取第一、二直线之间的夹角θ；统计所述单侧点集中剔除点集I内点后剩余点的数量，标记为m；

若夹角θ大于等于预设角，则以上次计算的步长加上h为新步长，同上述方法筛选出新的点集I内的点，重新拟合第二直线、求取新的夹角θ及数量m；如此重复，直至θ小于预设角；其中，

若夹角θ小于预设角，将此次点集I内最靠近间隙位置的点记为特征点；

5)同步骤3)、4)的方法对剩余单侧点集进行处理，直至得到每个单侧点集所对应的特征点；

6)利用间隙单侧的所有特征点进行直线拟合，作为基准线，求取间隙另一侧所有特征点到基准线的距离，取平均后作为间隙值；

利用间隙一侧单侧点集内的点拟合平面，作为基准面，求取间隙另一侧所有特征点到所述基准面的距离，取平均后作为面差值。

2.如权利要求1所述利用多线结构光测量间隙面差的方法，其特征在于：将步骤4)中初次得到夹角θ小于预设角时所对应的步长及数量m分别标记为t_初和m_初；对其进行如下处理：

以t_初减去h作为新步长，从单侧点集的起始点开始筛选新步长范围内的点，拟合直线，求其和第一直线之间的夹角θ是否大于等于预设角；其中，

若是，则将此次拟合直线时所用的点中距间隙最近的点标记为特征点；

若否，则统计单侧点集中剔除此次拟合直线时所用点后剩余点的数量，标记为新的m_初，对应求取新的h值，以t_初减去新h作为新步长，采用相同方法选点、拟合直线，再求取夹角θ，如此重复，直至夹角θ再次大于等于预设值；将此次拟合直线时所用的点中距间隙最近的点标记为特征点。

3.如权利要求1或2所述利用多线结构光测量间隙面差的方法，其特征在于：所述初始步长t的值为单侧点集内总点数的到

4.如权利要求1或2所述利用多线结构光测量间隙面差的方法，其特征在于：步骤2)中图像处理包括：图像二值化、图像滤波和三维重构，将重构后的三维轮廓转换到光平面坐标系，得到光平面坐标系下的光条图像。

5.如权利要求1所述利用多线结构光测量间隙面差的方法，其特征在于：步骤2)对所述光条图像进行轮廓分割，采用如下方式：

以光条图像中某一端点为起点，设置搜索范围d，沿光条方向进行搜索，将搜索范围d内的除起点外的点记为同类点，将搜索到的沿光条方向距起点最远的同类点，作为新的起点，继续搜索，直到搜索范围d内不再出现同类点；剔除不在搜索范围内的点，得到左、右光条轮廓。

6.如权利要求1所述利用多线结构光测量间隙面差的方法，其特征在于：步骤2)对所述光条图像进行轮廓分割，采用如下方式：

以光条图像中某一端点为起点，沿光条方向，设置搜索范围d，将搜索范围d内的除起点外的点记为同类点，将搜索到的沿光条方向距起点最远的同类点，作为新的起点，继续搜索，直到搜索范围d内不再出现同类点；统计各次搜索范围d内所包含点的总数，删除总数低于预设值的搜索范围所对应的点；以d1为新的搜素范围，从起点开始进行搜索，将搜索范围d1内的除起点外的点记为同类点，以搜索到的沿光条方向距起点最远的同类点作为新的起点继续搜索，直到搜索范围d1内不再出现同类点；基于剩余点所在位置将其分别标记为左/右光条轮廓；其中，d＜d1＜1.5d。