[发明专利]一种半透明物体表面轮廓线提取方法、系统及终端

说明书

本发明提供一种半透明物体表面轮廓线提取方法、系统及终端，包括：用于扫描被测目标表面形成的激光条纹图像的成像点每一列的灰度，获取灰度序列；对于获取灰度序列，采用数学形态学和灰度阈值的方法提取得到直接反射分量波峰的位置区域；根据上述的直接反射分量波峰的位置区域，采用灰度重心法计算轮廓点坐标；根据得到的轮廓点坐标，最终获得半透明物体表面的整条轮廓线。本发明能够有效提取以胶条为代表的半透明目标表面的激光条纹轮廓线，为工业现场半透明目标的轮廓测量提供了新的解决方案，具有广泛的实用性和通用性，适用于任何类型的轮廓标定。

技术领域

本发明涉及物体表面轮廓线提取方法，具体地，涉及一种半透明物体表面轮廓线提取方法、系统及终端。

背景技术

轮廓测量不止在工业制造进程中发挥着重要作用，同时也被广泛应用于光学精密工程、航空航天、机器人、芯片制造、汽车制造、水下探测等领域，成为越来越多的工业应用领域中功能实现、设备数据获取、零件数据获取、精度分析、质量检测等必不可少的环节。随着制造精度的越来越高，非接触的轮廓测量逐渐成为主流趋势。其中，基于线结构光方法的激光轮廓传感器逐渐成为热点。该方法具有非接触、高精度、高速度、适用性广等突出的优势，成为轮廓测量的主流趋势。

现有的线结构光测量方法是基于被测目标表面对线激光条纹的反射原理工作的，仅适用于漫反射表面的目标。但是，对于半透明目标，例如自动点胶机产生的胶条，线结构光不仅在其入射位置的表面直接发生漫反射，还会产生透射并进入物体内部发生次表面散射，散射光线最终从与入射位置将会不同的表面位置出射，表面直接反射分量被次表面散射分量所干扰。这不仅导致激光条纹图像信噪比下降，而且使得激光条纹图像的灰度分布规律产生严重变化，进而导致现有的轮廓线提取算法的精度下降严重，甚至出现错误，无法准确提取物体表面的轮廓线。

目前针对半透明物体的线结构光测量，有学者将相移和偏振滤波技术相结合，分离直接反射分量和次表面散射分量，可以实现半透明目标的轮廓测量。但是，该方法需要高频投射光栅和偏振片等装置，结构复杂、成本高、效率低。

因此，半透明目标的轮廓测量成为行业内的瓶颈问题之一。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种半透明物体表面轮廓线提取方法、系统及终端。

根据本发明的一个方面，提供一种半透明物体表面轮廓线提取方法，包括：

扫描被测目标表面形成的激光条纹图像的成像点每一列的灰度，获取灰度序列

对于获取的灰度序列，采用数学形态学和灰度阈值的方法提取得到直接反射分量波峰的位置区域；

根据上述的直接反射分量波峰的位置区域，采用灰度重心法计算轮廓点坐标；

根据得到的轮廓点坐标，最终获得半透明物体表面的整条轮廓线。

优选地，所述获取灰度序列，是指：提取激光条纹图像的某一列像素点灰度值，并作为一个独立的一维灰度数组来分析。

优选地，所述采用数学形态学和灰度阈值的方法提取得到直接反射分量波峰的位置区域，包括：

提取包络线，针对所述灰度序列，通过闭运算滤除宽度较小的突变杂波，得到灰度分布曲线的包络线；

提取基线，对所述包络线，通过开运算削掉凸起的波峰，从底部平滑信号，得到灰度分布曲线的基线；

获取特征峰，将上述的包络线与基线进行差分运算，获得若干个灰度特征峰，其中的一个特征峰为被测目标表面的直接反射峰，而其他特征峰则为次表面的反射峰；

选择直接反射峰，对上述的若干个灰度特征峰，从左向右依次进行分析，选择第一个满足阈值条件的特征峰作为直接反射峰；