[發明專利]基于三維激光掃描技術的缺陷檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202010632218.4
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN113888457A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 王琪
• 申請（專利權）人: 深圳了然視覺科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/33;G06T5/00
• 代理公司: 廣東德而賽律師事務所 44322
• 代理人: 葉秀進

基于三維激光掃描技術的缺陷檢測系統及方法，通過獲取二維圖像與相應的三維點云信息，將三維點云轉換成強度圖像，并且對強度圖像與二維圖像進行配準；根據配準結果，利用harris對二維圖像與強度圖像進行角點提取，并且在這些角點中實現相應的同名點的對應關系與提取；根據同名點的對應關系與共線方程，實現三維點云坐標二維圖像的映射關系；提取二維圖像的特征后，根據三維點云與二維圖像的映射關系，映射出相應的三維特征點云信息，將得出的特征信息與標準件的三維點云信息進行比對，得出有無缺陷。本發明將較難處理的三維點云信息特征點提取轉化為二維圖像信息特征點提取，彌補了三維點云處理難度大、計算量大等缺陷，提高了檢測效率。

技術領域

本發明涉及一種基于三維激光掃描技術的缺陷檢測系統及方法，屬于缺陷檢測技術領域。

背景技術

對于缺陷檢測技術領域來說，應用較為廣泛的方法為二維圖像處理，拍攝出待檢測對象的二維圖像，根據相應的圖像處理方法與缺陷特征實現對象的缺陷提取與識別。對于二維圖像來說，具備特征提取等基本的圖像處理運算速度較快的優點。然而，二維圖像檢測有其固有的缺陷，其不能檢測對于深度方向上的缺陷信息，只能檢測對象平面上的信息。對于對象為三維的立體圖像同時對于深度信息檢測有較大要求時，僅僅應用二維圖像進行檢測是不能滿足最終的檢測需求的，從而引入三維點云檢測。三維點云信息能夠完整的反映出對象的三維特征信息，對于有深度檢測要求的系統來說無疑是較好的選擇。然而，三維點云檢測所獲取的信息量大，所需處理的三維數據量大，處理運算時間較長，耗費系統內存的同時降低了檢測效率。

現有技術中，發動機缺陷檢測主要是采集待檢測物體的二維平面圖像，并對圖像進行相應的處理，通過提取缺陷的特征進行識別。但二維圖像只能采集到物體的平面信息，當檢測物體的特征對深度信息有較大要求時，二維檢測就無法滿足。且當物體與背景色顏色相近時，傳統的二維檢測難于得到清晰的輪廓，即便通過外加光源增加對比度識別的結果也沒有三維檢測可靠穩定。但三維點云檢測采集到的的信息量大，所需處理的三維數據量大，處理運算時間較長，耗費系統內存的同時降低了檢測效率。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于三維激光掃描技術的缺陷檢測系統及方法，將二維圖像處理與三維點云信息處理相互結合起來，該方法將較難處理的三維點云信息特征點提取轉化為二維圖像信息的特征點提取，不僅彌補了整個檢測過程中對三維點云處理難度大、計算量大等技術缺陷，同時也提高了三維點云特征點的檢測效率。

本發明采取的技術方案為：

基于三維激光掃描技術的缺陷檢測系統，該系統包括：

數據獲取模塊，用于獲取被檢測對象的二維圖像與三維點云數據信息；

顯示模塊，用于顯示未配準前后的二維圖像與三維點云、強度圖像、配準后的強度圖像與二維圖像、配準后的二維圖像與三維點云信息，同時進行相應的人機交互；

存儲模塊，用于存儲獲取的二維圖像、三維點云、錯誤信息、系統日志信息；

數據處理模塊，用于實現三維點云數據轉換成對應的強度圖像；強度圖像與二維圖像配準；三維點云與二維圖像的配準、二維圖像特征提取、特征映射、三維點云特征提取功能。

所述二維圖像、三維點云信息均通過3D線激光掃描儀獲取。

所述三維點云轉換成強度圖像，對強度圖像與二維圖像進行配準；根據配準結果，利用harris對二維圖像與強度圖像進行角點提取，并且在這些角點中實現相應的同名點的對應關系與提取；根據上述同名點的對應關系與共線方程，實現三維點云坐標二維圖像的映射關系；提取二維圖像的特征后，根據三維點云與二維圖像的映射關系，映射出相應的三維特征點云信息，將得出的特征信息與發動機搖臂標準件的三維點云信息進行比對，最后得出有無缺陷。

基于三維激光掃描技術的發動機缺陷檢測方法，包括以下步驟：