[發明專利]三維測量的畸變校正方法、裝置及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201710762674.9
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN109427046B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 陳魯;張嵩
• 申請（專利權）人: 深圳中科飛測科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G01B11/24
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

本發明涉及精密加工領域，提供了一種三維形貌測量方法、裝置及計算機可讀存儲介質和終端設備，以較小的計算量，獲得三維形貌較高的測量精度。所述方法包括：通過對被測物體進行多個單視場成像測量，獲取每個單視場高度分布點云；根據高度分布點云，對成像測量結果進行單視場畸變校正、分區域角度畸變校正和各向異性平滑中的任意一種或幾種操作，得到校正后成像測量結果；對校正后成像測量結果進行拼接。相比于現有技術的校正方法，由于本發明提供的技術方案簡單，易于操作，因此具有計算量小的有點，而且通過這些校正手段，使得最終的測量精度顯著提高。

技術領域

本發明屬于精密加工領域，尤其涉及一種三維測量的畸變校正方法、裝置及計算機可讀存儲介質。

背景技術

三維形貌測量在精密加工工業領域有很大需求，與普通成像測量比較，三維形貌測量除了需要獲知被測物體表面形貌、顏色信息外，還需要測量樣品各點的高度信息，測得的高度分布能實現被測物體小弧度形變等缺陷檢測。

目前三維形貌測量方法主要分為接觸式和非接觸式兩種，其中，接觸式三維形貌測量方法主要用探針掃描物體表面并采集三維形貌，這種方式精度較高，但成本高，用時長，而且有可能造成表面損傷；非接觸式三維形貌測量方法主要通過光學方法實現，包括聚焦形貌恢復、白光干涉、共聚焦和激光掃描等，盡管光學方法精度相對較低，但具有無損、快速、低成本等優勢，在許多場合中廣泛采用。

聚焦形貌恢復是一種重要的光學三維形貌測量方法，它的基本原理是在同一視場中通過改變聚焦距離拍攝一組圖片，并計算每個像素在不同高度的聚焦度，取所有平面位置上聚焦度最大點作為該位置高度值，得到高度分布點云。與二維成像類似，由于光學測量系統中各類光學透鏡透射失真、光電探測器畸變等因素的存在，光學三維形貌測量方法得到的高度分布同樣存在畸變，而進行畸變校正有利于提高高度分布測量精度；同時，在高分辨率測量中，由于被測物體一般大于測量系統單次成像尺寸，需要進行多次測量，相鄰測量在邊緣區域不可避免存在重合區域且這些區域畸變更明顯，進行多次測量結果拼接也是三維測量中不可或缺的組成步驟。

盡管目前已經提出了大量圖像畸變校正及拼接算法，然而這些算法大多基于直接成像的圖像信息設計，普遍存在算法復雜，因而耗時長的缺陷，同時還存在測量精度不高等缺陷。

發明內容

本發明提供一種三維形貌測量方法、裝置及計算機可讀存儲介質和終端設備，以較小的計算量，獲得三維形貌較高的測量精度。

本發明第一方面提供了一種三維測量的畸變校正方法，所述方法包括：

通過對被測物體進行多個單視場成像測量，獲取每個單視場高度分布點云；

根據所述高度分布點云，對成像測量結果進行單視場畸變校正、分區域角度畸變校正和各向異性平滑中的任意一種或幾種操作，得到校正后成像測量結果；

對所述校正后成像測量結果進行拼接。

本發明第二方面提供了一種三維測量的畸變校正裝置，所述裝置包括：

高度獲取模塊，用于通過對被測物體進行多個單視場成像測量，獲取每個單視場高度分布點云；

校正模塊，用于根據所述高度分布點云，對成像測量結果進行單視場畸變校正、分區域角度畸變校正和各向異性平滑中的任意一種或幾種操作，得到校正后成像測量結果；

拼接模塊，用于對所述校正后成像測量結果進行拼接。

本發明第三方面提供了一種終端設備，包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器中并可在處理器上運行的計算機程序，處理器執行計算機程序時實現以下步驟：

通過對被測物體進行多個單視場成像測量，獲取每個單視場高度分布點云；