一種固定式立體檢測方法的專用設備技術

本發明專利技術公開了一種固定式立體檢測方法的專用設備，所述專用設備包括投影設備、圖像采集設備以及工控機；投影設備、圖像采集設備均放置在被測樣件上方，投影設備向測量物投放投影圖像，圖像采集設備朝向測量物并采集反射的投影圖像；所述工控機分別與投影設備、圖像采集設備數據連接，共同組成檢測系統。本發明專利技術通過采用普通的投影設備與圖像采集設備的結合，利用投影設備可以靈活多變的投出多種圖案，圖像采集設備對應采集圖片；該設備通過投影機內顯示圖像的變化，取代了高精度的移動平臺，即降低了成本，同時又避免了移動平臺配合的穩定性差的問題；很好的解決了對低紋理區域的檢測。

【技術實現步驟摘要】
一種固定式立體檢測方法的專用設備
本專利技術涉及立體檢測
，尤其涉及一種固定式立體檢測方法的專用設備。
技術介紹
目前的立體檢測設備主要包括：2D激光位移傳感器、雙目立體相機。2D激光位移傳感器采用基于2D激光掃描的方式：主要原理為使用一束線激光照射到被檢測物體，上方用相機進行拍攝，得出直線的位置并應用三角算法，得出當前直線上各個空間位置。在做立體掃描時，需要配合精密的移動平臺，在移動平臺移動的過程中得出各個直線的空間位置，并進行匯總計算，得出立體數據。2D激光位移傳感器缺點：必須結合高精度的移動平臺配合使用，降低了穩定性同時造成成本高。雙目立體相機：該原理與人眼類似，通過兩個并排的攝像頭來拍攝前端的被測物體，利用視差的方法計算各個特征點的距離尺寸，結合采集的2D圖像可以計算出空間點，并得到立體數據。其缺點是：精度低，一般無法滿足工業要求，同時對測量表面要求較高，普通的無紋理表面無法進行匹配和計算。
技術實現思路
本專利技術主要為解決上述問題，提供一種成本低、穩定性高、可對應低紋理表面檢測、高精度的固定式立體檢測方法的專用設備。為了達到上述目的，本專利技術提供了一種固定式立體檢測方法的專用設備，所述專用設備包括投影設備、圖像采集設備以及工控機；投影設備、圖像采集設備均放置在被測樣件上方，投影設備向被測樣件投放投影圖像，圖像采集設備朝向被測樣件并采集反射的投影圖像；所述工控機分別與投影設備、圖像采集設備數據連接，共同組成檢測系統。為了克服單一圖像采集設備、投影設備存在圖像未覆蓋區域的技術問題，優選的，所述投影設備的數量為兩個，或所述圖像采集設備的數量為兩個。為了達到更好的檢測效果，所述投影設備、圖像采集設備距離被測樣件的高度在0.02m-10m之間。有益效果：本專利技術通過采用普通的投影設備與圖像采集設備的結合，利用投影設備可以靈活多變的投出多種圖案，圖像采集設備對應采集圖片并利用幾何光學結合圖像位置算法，計算出對應顯示芯片上各個點的立體數據的方式，來得到實際被測物體的立體尺寸；與激光2D傳感器相比，該設備通過投影機內顯示圖像的變化，取代了高精度的移動平臺，即降低了成本，同時又避免了移動平臺配合的穩定性差的問題；與雙目立體視覺相比，該設備很好的解決了對低紋理區域的檢測。附圖說明圖1為本專利技術實施例提供的固定式立體檢測方法的專用設備結構圖(單相機)。圖2為本專利技術實施例檢測深度不連續區域時出現未檢測的區域(單相機)。圖3為本專利技術實施例提供的固定式立體檢測方法的專用設備結構圖(雙投影)。圖4為本專利技術實施例提供的固定式立體檢測方法的專用設備結構圖(雙相機)。圖5為本專利技術實施例提供的固定式立體檢測方法的專用設備投影到平板物體時的采集圖像效果。圖6為本專利技術實施例提供的固定式立體檢測方法的專用設備投影到具有凸起的平板物體時的采集圖像效果。圖7為本專利技術實施例提供的固定式立體檢測方法的專用設備投影到具有凹陷的平板物體時的采集圖像效果。具體實施方式為使本專利技術解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，而非對本專利技術的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術相關的部分而非全部內容。本專利技術實施例提供的固定式立體檢測方法的專用設備，如圖1所示，主要包括投影設備1、圖像采集設備2、被測樣件3、以及工控機4；兩個設備均放置在被測樣件上方，高度根據實際檢測面積、精度可在0.02m-10m之間，投影設備向測量物投放投影圖像，采集設備朝向測量物并采集反射的投影圖像。本實施例的投影設備1為投影機、圖像采集設備2為工業相機，工業相機放置在被測樣件的中部區域上方，投影機與工業相機與被測樣件上表面距離均為d，投影機在工業相機左側，角度為a，投影機投出的影像在被測樣件表面，工業相機正對被測物體，工控機與投影設備、圖像采集設備相連共同組成檢測系統。檢測時，首先由工控機控制投影設備投出標準的特征圖像，該特征圖像可以為單條或多條線段或直線，該情況下原理與激光2D傳感器類似，使用投影機圖像的切換取代了高精度移動平臺，由于投影設備始終不變，因此獲得更穩定的檢測效果。該特征也可以為灰度條紋，通過工控機控制工業相機采集對應的反射圖像。后端在工控機內對采集圖像進行分析，利用亞像素算法計算出對應特征在顯示芯片上的位置，并利用幾何光學理論計算于投影光線的交點，該交點即為3D位置。由于單側投影易出現深度反向跨越時無法檢測情況，如圖2所示，在檢測深度變化不連續區域時，不連續區域會造成投影圖像無法覆蓋，如AB區域。由于設備是根據變化的投影圖像進行處理計算，這種情況下該區域不會有任何的圖像變化，因此設備無法分析到圖像未覆蓋區域。這種情況下我們可以通過對應右側增加投影機的方式實現全方位的檢測并通過二次分析提高檢測精度，如圖3所示，在右側對稱位置增加投影設備，投影方向正對被測樣件，左側投影機投影不到的AB區域可通過右側投影得到，而兩側投影都到達的區域可以同時計算進一步提高設備精度。本專利技術通過采用普通的投影設備與工業相機結合，利用投影設備可以靈活多變的投出多種圖案，工業相機對應采集圖片并利用幾何光學結合圖像位置算法，計算出對應顯示芯片上各個點的立體數據的方式，來得到實際被測物體的立體尺寸。和激光2D傳感器相比，該設備通過投影機內顯示圖像的變化，取代了高精度的移動平臺，即降低了成本，同時又避免了移動平臺配合的穩定性差的問題。和雙目立體視覺相比，該設備很好的解決了對低紋理區域的檢測。投影設備可以為普通的投影機，激光投影、或其他可以投射到被測物表面圖像的設備。該圖像不一定為可見，也可以為可見光外的紅外或紫外圖像。工業相機為圖像采集器，可以采集到前端圖像的設備，同樣也可能為紅外或紫外圖像。本專利技術主要為保護這種通過投影設備對被測物進行具有一定特征的圖像投影，采用工業相機或其他圖像采集器采集這種投影圖片，利用幾何光學和三角算法來得出被測物的立體數據的檢測設備。以投影設備投出一條直線為例進行說明：當投影到一張平板物體時，其采集圖像效果如圖5，采集到的圖像中部為一條直線。當投影到一塊防止一個凸起的長方體平板時，其采集圖像效果如圖6，該直線會向左偏移當投影到一塊具有凹陷的長方體平板時，其采集圖像效果如圖7，凹陷部分圖像向右偏移。向左與向右的偏移量根據物體的凸起或凹陷的距離不同而變化，圖像越向左表明凸起的高度越高，在計算時，假設投影中心為Pp(Xp，Yp)、相機中心為Pc(Xc，Yc)、相機芯片中心Pccd(Xccd，Yccd)，這3個點為系統確定的點，可直接得出。投影出線的角度為工控機控制輸出，此次以角度為Ap為例。由于投影線過點Pp，并且與數值角度為Ap，可得投影線的公式為：y＝1/tan(Ap)*x+Yp-1/tan(Ap)*Xp；對圖像進行分析，當該直線投影時，以平面的位置為零點，當被測物位置高于平面時，線向左偏移，被測物低于平面時，向右偏移。利用圖像法可以得出當前圖像上該直線投影的位置，由于圖像是有成像芯片讀出，可以直接得到投影直線在成像芯片上的位置d1，當檢測較高物體時為d2，較低物體為d3。投影直線在成像芯片上的位置為(Xccd+d，Yccd)。由于投影直本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固定式立體檢測方法的專用設備，其特征在于，所述專用設備包括投影設備(1)、圖像采集設備(2)以及工控機(4)；投影設備(1)、圖像采集設備(2)均放置在被測樣件(3)上方，投影設備(1)向測量物投放投影圖像，圖像采集設備(2)朝向測量物并采集反射的投影圖像；所述工控機(4)分別與投影設備(1)、圖像采集設備(2)數據連接，共同組成檢測系統。

【技術特征摘要】
1.一種固定式立體檢測方法的專用設備，其特征在于，所述專用設備包括投影設備(1)、圖像采集設備(2)以及工控機(4)；投影設備(1)、圖像采集設備(2)均放置在被測樣件(3)上方，投影設備(1)向測量物投放投影圖像，圖像采集設備(2)朝向測量物并采集反射的投影圖像；所述工控機(4)分別與投影設備(1)、圖像采集設備(2)數據連接，共同組成檢測系統。2.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭右利，付瑤，
申請(專利權)人：大連鑒影光學科技有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧,21