[發明專利]一種視觸覺汽車高反光表面三維形貌測量方法及系統

在審

• 申請號: 202011592886.5
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112595264A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 閔曉潮;黨仁俊
• 申請（專利權）人: 蘇州星祥益精密制造有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種視觸覺汽車高反光表面三維形貌測量方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)搭建觸覺前端；

所述觸覺前端包括：不透明涂料層、透明彈性體、透明背板和固定框架；所述透明背板一面連接在固定框架上，透明背板的另一面均勻涂抹透明粘膠后與透明彈性體的一面連接，透明彈性體的另一面均勻涂抹不透明涂料層；

2)搭建視覺后端；

所述視覺后端包括：相機、投影儀、固定底座和計算機；所述相機和投影儀分別固定在固定底座上，相機鏡頭和投影儀鏡頭均朝向同一方向，相機和投影儀的光軸保持在設定的距離且平行，該距離使得相機和投影儀的共視區面積大于觸覺前端中透明彈性體的最大表面的面積；相機和投影儀分別連接計算機；

其中，相機和投影儀固定后，對相機和投影儀進行標定，分別獲得相機的內參矩陣、外參矩陣和畸變參數，及投影儀的內參矩陣、外參矩陣和畸變參數；

3)利用步驟1)搭建的觸覺前端和步驟2)搭建的視覺后端構建視觸覺汽車高反光表面三維形貌測量系統；

將步驟1)搭建的觸覺前端放置在步驟2)搭建的視覺后端中相機和投影儀的上方，使得相機鏡頭和投影儀鏡頭正對觸覺前端中透明背板未與透明彈性體連接的一面，調節透明背板和固定底座的距離，使得不透明涂料層、透明彈性體、透明背板全部處于相機和投影儀的共視區內，調節完成后對固定框架和固定底座進行固定連接，視觸覺汽車高反光表面三維形貌測量系統構建完畢；

4)使用步驟3)構建的測量系統中觸覺前端的不透明涂層接觸待測高反光表面并對測量系統施加壓力，使不透明涂層在接觸待測高反光表面后發生形變；

5)采用n步相移法，利用計算機生成帶有編碼的n張編碼圖像，投影儀按順序投射每張編碼圖像并透過透明背板和透明彈性體，該編碼圖像在不透明涂料層上發生反射和相移，生成對應n張的相移圖像；

6)利用相機采集步驟5)生成的n張相移圖像并傳輸至計算機，計算機對采集到的n張相移圖像進行解碼，得到每張相移圖像上位于同一位置的各點對應的相位；

7)利用步驟2)對相機和投影儀進行標定得到的標定結果以及步驟6)得到的各點對應的相位，求解相移圖像中各點世界坐標，獲得待測高反光表面的點云，最終得到待測高反光表面的三維形貌的檢測結果。

2.一種基于如權利要求1所述方法的視觸覺汽車高反光表面三維形貌測量系統，其特征在于，該系統包括觸覺前端和視覺后端兩部分；其中，所述觸覺前端包括：不透明涂料層、透明彈性體、透明背板和固定框架；所述透明背板一面連接在固定框架上，透明背板的另一面均勻涂抹透明粘膠后與透明彈性體的一面連接，透明彈性體的另一面均勻涂抹不透明涂料層；所述視覺后端包括：相機、投影儀、固定底座和計算機；所述相機和投影儀分別固定在固定底座上，相機的鏡頭和投影儀的鏡頭均朝向同一方向，相機和投影儀的光軸保持在設定的距離且平行，該距離使得相機和投影儀的共視區面積大于觸覺前端中透明彈性體的最大表面的面積；相機和投影儀分別連接計算機；該系統安裝時，觸覺前端放置在視覺后端中相機和投影儀的上方，使得相機的鏡頭和投影儀的鏡頭正對觸覺前端中透明背板未與透明彈性體連接的一面，調節透明背板和固定底座的距離，使得不透明涂料層、透明彈性體、透明背板全部處于相機和投影儀的共視區內，調節完成后對固定框架和固定底座進行固定連接。