[发明专利]一种物体测量的方法及设备

说明书

本申请提供一种物体测量的方法及设备，用以提高三维数据信息的扫描精度。本申请通过已标定的摄像机，获取含有线结构光光条的目标图像，其中线结构光光条是结构光传感器已标定的曲面模型在物体表面上形成的；基于已标定的摄像机的相机成像模型和目标图像，确定用于表示物体表面轮廓的三维坐标点。本申请按照结构光传感器的曲面模型与摄像机的相机成像模型向结合，确定用于表示物体表面轮廓的三维坐标点，提升了三维扫描的精度。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种物体测量的方法及设备。

背景技术

对于工业零部件产品，零部件表面检测、尺寸测量等智能化分析在产品生产过程，及质量检验过程提高产品品质的重要环节。而零部件表面轮廓的三维数据信息，是零部件表面检测、尺寸测量等智能化分析中的必要条件。因此仅有准确获取到零部件表面轮廓的三维数据信息，才能保证零部件表面检测、尺寸测量的准确性，进一步提高产品品质。

目前，相关技术中采用高精度线结构光三角法获取零部件的三维数据信息，在该方法中采用线结构光平面模型来实现。而在实际获取过程中，线结构光的激光发射器是低功率线激光发射器。低功率线激光发射器的光线平直度大约都在0.1％左右。现有工艺无法做到使线激光发射器发射出来的线激光是绝对直线的，因此该线激光发射器发射出的发射线所形成的平面不是标准平面。

因此，按照平面模型计算零部件表面轮廓的三维数据信息的精确度低。

发明内容

本申请提供一种物体测量的方法及设备，应用机器视觉中，用以提高三维数据信息的扫描精度。

第一方面，本申请提供一种数据获取方法，该方法包括：

通过已标定的摄像机，获取含有线结构光光条的目标图像，其中线结构光光条是结构光传感器已标定的曲面模型在物体表面上形成的；

基于已标定的摄像机的相机成像模型和目标图像，确定用于表示物体表面轮廓的三维坐标点。

在本申请中，通过已标定的摄像机，获取已标定的结构光传感器的曲面模型在物体表面上形成的结构光光条的目标图像，并基于已标定的摄像机的相机成像模型和获取到的目标图像，确定用于表示物体表面轮廓的三维坐标点。按照结构光传感器的曲面模型与摄像机的相机成像模型向结合，确定用于表示物体表面轮廓的三维坐标点，提升了三维扫描的精度。

在一种可能的实现方式中，通过如下方式对结构光传感器的曲面模型进行标定：

通过已标定的摄像机，获取结构光传感器在标定板上形成的激光条纹图像；

对激光条纹图像进行处理，获取目标激光条纹中心点；

根据获取的目标激光条纹中心点及预设的曲面模型，确定结构光传感器已标定的曲面模型。

在本申请中，给出一种对结构光传感器的曲面模型标定的方法，可以准确的确定出结构光传感器的曲面模型，进一步根据已标定的结构光传感器的曲面模型精准的确定用于表示物体表面轮廓的三维坐标点。

在一种可能的实现方式中，根据获取的目标激光条纹中心点及预设的曲面模型，确定结构光传感器已标定的曲面模型，包括：

将获取的多个激光条纹图像对应的目标激光条纹中心点输入到预设的曲面模型中，并采用最小二乘法确定曲面模型的模型参数；

将模型参数输入到预设的曲面模型中，确定已标定的曲面模型。

在本申请中，进一步给出采用最小二乘法的方式，根据获取的多个激光条纹图像对应的目标激光条纹中心点确定曲面模型的模型参数，最终将模型参数输入到预设的曲面模型中，就可确定出已标定的曲面模型，准确的对曲面模型进行标定。

在一种可能的实现方式中，对激光条纹图像进行处理，获取目标激光条纹中心点，包括：