[發明專利]一種復雜表面和不規則物體體積的非接觸光學測量方法

有效

• 申請號: 201410338608.5
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104132613B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 林楚濤;陳培宏;曹輝;鐘土基;梁佩瑩;羅夢嬋
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司44100
• 代理人: 許英偉

1.一種復雜表面和不規則物體體積的非接觸光學測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)相機標定：采用傳統相機標定法，用尺寸已知的標定物放在標定板上，并將標定板放在測量平臺的中心，用三臺攝像頭分別拍攝標定板，通過計算機得出每臺攝像機拍攝標定物的像素，再求三臺攝像頭拍攝標定物的平均像素，從而確定空間物體表面某點的三維幾何位置與其在圖像中對應點之間的相互關系；

2)圖像采集：將被測物體放置在測量平臺的中心，LabVIEW程序和MATLAB程序通過調用攝像頭，進行圖像讀取、采集，并將圖片保存至指定的文件夾中；

3)圖像預處理：通過濾波進行圖像處理，去除圖像中的干擾信息；

4)圖像二值化處理：將采集到的圖像進行二值化處理；

5)圖像像素點和圖形高度計算：通過拍攝被測物體，通過LabVIEW程序得出被測物體的側面圖的像素，通過LabVIEW程序，找出圖像中垂直方向中距離最大的點的像素距離，即可以求出被測物體的高，從而得出圖形高度；

6)物體底面積計算：通過三臺攝像頭拍攝出的3組，每組400張的物體側面圖的圖像，求出這1200張圖像的平均像素值，并運用圖形的割補和微元原理將底面為復雜表面的多邊形轉化為規則的圖形進行計算；

7)體積計算：通過得出轉化后的物體底面積和高，從而利用體積計算公式進行體積計算。

2.根據權利要求1所述一種復雜表面和不規則物體體積的非接觸光學測量方法，其特征在于，所述圖像采集包括旋轉平臺、機械臂、三臺互成120度的攝像頭、背景幕和輔助光源，旋轉平臺由步進電機控制，三臺攝像頭放置在機械臂上并垂直照向旋轉平臺的中心，背景幕與旋轉平臺相垂直，使攝像頭拍攝被測物體時，拍攝到的畫面中充滿背景圖像，放置在攝像頭與被測物體的中間，輔助拍攝。

3.根據權利要求2所述一種復雜表面和不規則物體體積的非接觸光學測量方法，其特征在于，所述輔助光源采用由白熾燈配備燈光擴散片組成。

4.根據權利要求2所述一種復雜表面和不規則物體體積的非接觸光學測量方法，其特征在于，所述旋轉平臺由步進電機控制。

5.根據權利要求4所述一種復雜表面和不規則物體體積的非接觸光學測量方法，其特征在于，所述攝像頭采用SunTime?FX30攝像頭，每秒鐘拍攝30張圖片，旋轉平臺每旋轉0.9度，攝像頭拍取一張圖像，從而和攝像頭的拍攝進行匹配，旋轉平臺一秒鐘旋轉了30*0.9度，旋轉平臺旋轉一周共需要40/3秒，則每臺攝像頭完成400張圖片的拍攝需要40/3秒。