[發(fā)明專利]一種基于雙目視覺的三維檢測裝置和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911131503.1
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110966956A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董霄劍;曾洪慶;張瑞凱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京偉景智能科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/255;G01B11/30;G01N21/958;G01N21/88;G01B11/00
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一種基于雙目視覺的三維檢測裝置，包括雙目立體相機、線激光發(fā)射器、玻璃面板、圖像處理器和中央控制器，所述線激光發(fā)射器在所述雙目立體相機啟動同時控制發(fā)射線激光；所述中央控制器包括控制模塊、匹配模塊和坐標(biāo)計算模塊，圖像經(jīng)過所述圖像處理器預(yù)處理后，中央控制模塊將校正后的圖像匹配得到激光成像匹配點對，所述坐標(biāo)計算模塊根據(jù)光線穿過玻璃或者透明物體后的左右視圖視差計算得到待測物體的三維信息。本發(fā)明利用光在透明物體透射的特性，采用雙目多角度接收透射后光線，對透明物體可以準(zhǔn)確快速地獲取三維曲面立體信息，對玻璃面板的形狀、平整度、曲率變化和表面質(zhì)量進(jìn)行快速檢測，測量精度高且速度快，成本效益高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器視覺技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙目視覺的三維檢測裝置和方法。

背景技術(shù)

機器人技術(shù)的快速發(fā)展，使機器人的應(yīng)用從傳統(tǒng)的固定目標(biāo)高精度重復(fù)作業(yè)擴展到操作對象可變和操作對象位置可變的柔性作業(yè)，機器人迫切需要機器視覺的配合以得到操作對象的三維信息。

在深度機器視覺中，基于雙攝像機的雙目立體視覺模仿人的雙目工作模式，能夠提取物體的三維信息。但是目前的雙目立體視覺對沒有紋理或紋理很弱、邊界模糊的物體無法可靠穩(wěn)定的提取目標(biāo)的三維信息，分析處理的準(zhǔn)確率不高，另外視覺圖像分析處理過程數(shù)據(jù)處理量大、處理效率低，同時在工業(yè)的生產(chǎn)制造過程中針對有些需要穿透玻璃介質(zhì)進(jìn)行掃描測量的情況，或者需要掃描透明玻璃上的待測物體時，無法在可見光的感光波長范圍內(nèi)，對物體進(jìn)行穩(wěn)定成像，從而使得測量結(jié)果難以準(zhǔn)確反映待測物體的真實信息，由于玻璃的透明性，也無法用一般的激光檢測手段對玻璃表面進(jìn)行高精度的平滑度和缺陷檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中所涉及到的缺陷，提出一種基于雙目視覺的三維檢測裝置和方法，將線激光和雙目立體相機安裝在玻璃介質(zhì)兩側(cè)，拍攝線激光的輪廓圖像和待測物體的圖像，快速準(zhǔn)確獲取玻璃的三維位姿信息，對玻璃面板的形狀、平整度、曲率變化和表面質(zhì)量進(jìn)行快速檢測。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種基于雙目視覺的三維檢測裝置，包括雙目立體相機、線激光發(fā)射器、玻璃面板、圖像處理器和中央控制器，其中：所述線激光發(fā)射器在所述雙目立體相機啟動同時控制發(fā)射線激光；

所述圖像處理器對攝取到的激光線和待測物體的圖像進(jìn)行預(yù)處理；

所述中央控制器包括控制模塊、匹配模塊和坐標(biāo)計算模塊，圖像經(jīng)過所述圖像處理器預(yù)處理后，中央控制模塊將校正后的圖像匹配得到激光成像匹配點對，所述坐標(biāo)計算模塊根據(jù)光線穿過玻璃或者透明物體后的左右視圖視差計算得到待測物體的三維信息。

優(yōu)選的，所述線激光發(fā)射器與玻璃面板包括但不限于垂直狀態(tài)安裝，所述雙目立體相機安裝于與所述玻璃面板垂直水平面的側(cè)方，所述雙目立體相機安裝于待測玻璃面板的一側(cè)，所述線激光發(fā)射器安裝于另外一側(cè)。

優(yōu)選的，所述控制模塊與雙目立體相機、線激光發(fā)射器、圖像處理器通過通訊信號連接。

優(yōu)選的，所述雙目視覺三維檢測裝置還包括顯示器，所述顯示器顯示待測物體的輪廓圖像信息，包括但不限于使用時生成的三維輪廓重構(gòu)圖像、輪廓重構(gòu)圖像上各點坐標(biāo)、物體長、寬、高、周長、面積、體積數(shù)據(jù)。

本發(fā)明還提出了一種基于雙目視覺的三維檢測方法，包括以下步驟：

S1：架設(shè)雙目立體相機和線激光發(fā)射器，將所述雙目立體相機和線激光發(fā)射器分別架設(shè)于玻璃面板或待測透明物體的兩側(cè)，控制線激光發(fā)射器發(fā)出的線激光投射到待測物體上，所述雙目立體相機攝取到所述通過玻璃面板透射后的激光線；

S2：通過雙目立體相機的左攝像頭和右攝像頭分別獲取待測物體的左圖像和右圖像；對左圖像和右圖像進(jìn)行立體校正；

S3：對校正后的左視圖和校正后的右視圖進(jìn)行匹配得到線激光成像匹配點對；