[发明专利]一种视触觉汽车高反光表面三维形貌测量方法及系统

权利要求书

1.一种视触觉汽车高反光表面三维形貌测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)搭建触觉前端；

所述触觉前端包括：不透明涂料层、透明弹性体、透明背板和固定框架；所述透明背板一面连接在固定框架上，透明背板的另一面均匀涂抹透明粘胶后与透明弹性体的一面连接，透明弹性体的另一面均匀涂抹不透明涂料层；

2)搭建视觉后端；

所述视觉后端包括：相机、投影仪、固定底座和计算机；所述相机和投影仪分别固定在固定底座上，相机镜头和投影仪镜头均朝向同一方向，相机和投影仪的光轴保持在设定的距离且平行，该距离使得相机和投影仪的共视区面积大于触觉前端中透明弹性体的最大表面的面积；相机和投影仪分别连接计算机；

其中，相机和投影仪固定后，对相机和投影仪进行标定，分别获得相机的内参矩阵、外参矩阵和畸变参数，及投影仪的内参矩阵、外参矩阵和畸变参数；

3)利用步骤1)搭建的触觉前端和步骤2)搭建的视觉后端构建视触觉汽车高反光表面三维形貌测量系统；

将步骤1)搭建的触觉前端放置在步骤2)搭建的视觉后端中相机和投影仪的上方，使得相机镜头和投影仪镜头正对触觉前端中透明背板未与透明弹性体连接的一面，调节透明背板和固定底座的距离，使得不透明涂料层、透明弹性体、透明背板全部处于相机和投影仪的共视区内，调节完成后对固定框架和固定底座进行固定连接，视触觉汽车高反光表面三维形貌测量系统构建完毕；

4)使用步骤3)构建的测量系统中触觉前端的不透明涂层接触待测高反光表面并对测量系统施加压力，使不透明涂层在接触待测高反光表面后发生形变；

5)采用n步相移法，利用计算机生成带有编码的n张编码图像，投影仪按顺序投射每张编码图像并透过透明背板和透明弹性体，该编码图像在不透明涂料层上发生反射和相移，生成对应n张的相移图像；

6)利用相机采集步骤5)生成的n张相移图像并传输至计算机，计算机对采集到的n张相移图像进行解码，得到每张相移图像上位于同一位置的各点对应的相位；

7)利用步骤2)对相机和投影仪进行标定得到的标定结果以及步骤6)得到的各点对应的相位，求解相移图像中各点世界坐标，获得待测高反光表面的点云，最终得到待测高反光表面的三维形貌的检测结果。

2.一种基于如权利要求1所述方法的视触觉汽车高反光表面三维形貌测量系统，其特征在于，该系统包括触觉前端和视觉后端两部分；其中，所述触觉前端包括：不透明涂料层、透明弹性体、透明背板和固定框架；所述透明背板一面连接在固定框架上，透明背板的另一面均匀涂抹透明粘胶后与透明弹性体的一面连接，透明弹性体的另一面均匀涂抹不透明涂料层；所述视觉后端包括：相机、投影仪、固定底座和计算机；所述相机和投影仪分别固定在固定底座上，相机的镜头和投影仪的镜头均朝向同一方向，相机和投影仪的光轴保持在设定的距离且平行，该距离使得相机和投影仪的共视区面积大于触觉前端中透明弹性体的最大表面的面积；相机和投影仪分别连接计算机；该系统安装时，触觉前端放置在视觉后端中相机和投影仪的上方，使得相机的镜头和投影仪的镜头正对触觉前端中透明背板未与透明弹性体连接的一面，调节透明背板和固定底座的距离，使得不透明涂料层、透明弹性体、透明背板全部处于相机和投影仪的共视区内，调节完成后对固定框架和固定底座进行固定连接。