[發明專利]一種非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法、計算機

在審

• 申請號: 201811320337.5
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109556540A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 張菊香;張裕;馬伯淵;郭晨雨;張睿
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法，其特征在于，所述非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法獲取到拍攝物體3D信息后，在vs+pcl環境下，用c++編譯，進行待測平面的去噪點，濾波，擬合過程；獲取待測平面的平面度數據。

2.如權利要求1所述的非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法，其特征在于，所述非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法具體包括：

(1)將被測物放到固定位置，通過3D掃描儀完成3D點云的采集和保存，3D掃描儀是激光三角法：利用三角形幾何關系求得距離；

(2)接受圖像采集模塊傳輸過來的3D點云信息，進行圖像預處理、濾波點云擬合、數據測量獲取測量結果；對獲取到的3D點云進行預處理，激光掃描儀掃描通常會產生密度不均勻的點云數據集；稀疏離群點移除方法基于在輸入數據中對點到臨近點的距離分布的計算；對每個點，計算它到它的所有臨近點的平均距離；

(3)在去除噪點后，通過直通濾波來獲取待測平面的點云數據；獲取到待測平面到3D掃描儀光心的距離，通過限制點云在這個方向上的距離范圍，分割出待測平面的點云；

(4)對分割出來的點云進行均值濾波，用局部窗口內所有像素坐標的平均值代替窗口中心點的坐標，用多個點數據來代替單個點云，充分利用了點云點數多的優勢；

(5)得到均值濾波后的點云，進行平面的擬合重建；把表示待測平面的點云信息用一定的方式整理成一個平面信息；得到確切的平面方程；

(6)獲取到平面方程后，計算均值濾波后平面點云的各個點到擬合平面的距離，根據平面度計算公式求出待測平面的平面度。

3.如權利要求2所述的非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法，其特征在于，所述(1)采用3D掃描儀原理是激光三角法：利用三角形幾何關系求得距離，先由掃描儀發射激光到物體表面，利用在基線另一端的CCD相機接收物體反射信號，記錄入射光與反射光的夾角，已知激光光源與CCD之間的基線長度b、物體成像長度x、ccd焦距f，由三角形相似關系推求出掃描儀與物體之間的距離z，

4.如權利要求2所述的非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法，其特征在于，所述(2)通過對每個點設定一個距離d，然后以d為半徑構造一個以點為圓心的球型區域，再設置個點個數閾x，值通過判斷區域內點個數是否超過設定閾值x來確定點是否為離群點。

5.一種實現權利要求1所述非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法的非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測系統，其特征在于，所述非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測系統包括：圖像采集模塊、圖像處理分析模塊；

圖像采集模塊包括光源、3D掃描儀；調整好光源，固定待測物后，3D掃描儀發射出激光對待測物實行線掃并實時獲取待測物的三維點云數據，整個掃描過稱結束后，得到待測物體的點云數據；

圖像處理分析模塊：接收到掃描儀傳遞過的3D點云數據，先進行預處理，包括去除離群點處理；根據掃描儀和待測物體的位置、距離關系用直通濾波的方式分割出待測平面；最后對待測平面進行ransac擬合得到高質量的平面，并計算得到平面度信息。

6.一種應用權利要求1～4任意一項所述非接觸式基于3D圖像的物體平面度檢測方法的計算機。