[發明專利]一種工件三維面型檢測系統以及方法在審
| 申請號： | 202010713164.4 | 申請日： | 2020-07-22 |
| 公開（公告）號： | CN111964605A | 公開（公告）日： | 2020-11-20 |
| 發明（設計）人： | 周航;牛增強;閆靜;張海 | 申請（專利權）人： | 深圳市聯贏激光股份有限公司 |
| 主分類號： | G01B11/24 | 分類號： | G01B11/24 |
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| 地址： | 518071 廣東省深圳市南山區桃源街道福*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 工件 三維 檢測 系統 以及 方法 | ||
本發明公開一種工件三維面型檢測系統以及方法，工件三維面型檢測系統，包括：光源：用于照射待檢測的工件，使照射于所述工件表面的光線反射；檢偏器：被工件表面反射的光線通過所述檢偏器，以得到偏振光；相機：偏振光對工件提供照明，相機采集工件的偏振圖像，并且將所采集的偏振圖像輸送于圖像處理系統；圖像處理系統：用于接收所述偏振圖像，并且，計算出所述圖像中每個像素點的最大灰度值Imax和最小灰度值Imin。
【技術領域】
本發明涉及一種工件三維面型檢測系統以及方法。
【背景技術】
三維面形測量技術一直是人們關注并投入許多精力的研究領域，機械式接觸式三維面形測量方法(如接觸式表面輪廓儀)通過儀器的觸針與被測表面的滑移進行測量，測量速度較慢，且接觸式觸針容易劃傷被測表面，損傷被測工件的表面。
【發明內容】
本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種工件三維面型檢測系統以及方法。
為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：工件三維面型檢測系統，包括：
光源：用于照射待檢測的工件，使照射于所述工件表面的光線反射；
檢偏器：被工件表面反射的光線通過所述檢偏器，以得到偏振光；
相機：偏振光對工件提供照明，相機用于采集工件的偏振圖像，的并且將所采集的偏振圖像輸送于圖像處理系統；
圖像處理系統：用于接收所述偏振圖像，并且，計算出所述圖像中每個像素點的光強值，系統共拍攝36幅圖像，即可計算出每一個像素點的最大灰度值 Imax和最小灰度值Imin。
在一些具體實施方式中，所述光源為球積分光源。
在一些具體實施方式中，所述檢偏器轉動至少兩個角度，并且每個角度下相機拍攝一幅偏振圖像，所述圖像處理系統計算并且提取兩幅偏振圖像中的最大灰度值Imax和最小灰度值Imin。
在一些具體實施方式中，旋轉檢偏器，從0°到180°之間檢偏器的角度每旋轉5°，所述相機拍攝一幅圖像，可得到36幅不同偏振角度的偏振圖像，所述圖像處理系統計算并且提取36偏振圖像中的最大灰度值Imax和最小灰度值 Imin。
根據本發明的靈一實施方式，還提供了一種工件三維面型檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：
S10：光源照射工件表面，使光線在所述工件表面反光；
S20：使來自工件表面的反射光通過檢偏器；
S20：相機拍攝經過檢偏器后的偏振光得到偏振圖像；
S30：將所述偏振圖像輸送到圖像處理系統，并且計算出所述圖像中每個像素點的光強值，系統共拍攝36幅圖像，即可計算出每一個像素點的最大灰度值 Imax和最小灰度值Imin。
S40：依據以下公式計算出偏振度ρ：
S50：依據以下公式計算出入射角θ：
其中，n為被工件的折射率；
S60：根據以下公式計算偏振角ψ：
其中，φ為入射面方位角；
S70：建立工件曲面數學模型公式，假設工件表面方程為z＝f(x,y)，表面法向量表達式為：
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