[发明专利]利用多线结构光测量间隙面差的方法

说明书

本发明公开了一种利用多线结构光测量间隙面差的方法，包括：相机采集多条线结构光被调制所形成的结构光图像；得到光条图像，对光条图像进行轮廓分割，将每个左/右光条轮廓中的所有点记为一个单侧点集，筛选每个单侧点集所对应的特征点；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；利用间隙一侧所有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基准面的距离，取平均后作为面差值，本方法能够一次性获得更多的被测物表面点云信息，同时，本方法提出了一种快速、高效的特征点寻找方法，保证了整个测量过程的高效性、测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及视觉检测领域，具体涉及一种利用多线结构光测量间隙面差的方法。

背景技术

间隙、面差是工业加工中的常见形态，其加工尺寸准确与否，关系到整个工件的美观性、密封性，是质量监控中一个十分重要的参数，如在汽车生产过程中，覆盖件尺寸误差较大就会导致车身的面差误差较大，从而影响整车的外观、风燥、密封等。

关于间隙、面差的测量，传统的人工检测方法主要使用间隙尺、面差尺进行测量，这种方法效率低、精度低、且容易受测量人员的主观因素影响，无法满足高效率高节拍高精度的测量需求；随着计算机视觉检测的发展，基于线结构光视觉恢复三维轮廓进行测量的技术受到越来越多的关注，这种方式，能够更加高效、准确的获取被测物面差特征，测量时，线结构光传感器由线结构光投射器和相机组成，主动投射线结构光到被测物体上，通过结构光的变形(凸起、凹陷、波动等)来确定被测物的尺寸参数，在间隙、面差图像中，光条通常会出现凸起并断开(被测物表面兼具面差与间隙特征)情形；基于上述图像特征，寻找结构光图像中的特征点、准确有效地分割出光条的左、右轮廓是是整个间隙面差测量过程关键步骤，但是现有方法中，尚无十分有效、快速的特征点提取方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种利用多线结构光测量间隙面差的方法，多线结构光能够一次性获得更多的被测物表面点云信息，同时，本方法基于多线结构光的特点，提出了一种快速、高效的特征点寻找方法，保证了整个测量过程的高效性、测量结果的准确性。

一种利用多线结构光测量间隙面差的方法，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。