[發明專利]基于雙目視覺和反向模型重構的零件表面圖案檢測方法

在審

• 申請號: 202210073331.2
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114413788A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 李中偉;鐘凱;張攀;汪勇;袁超飛
• 申請（專利權）人: 武漢惟景三維科技有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 徐春燕

本發明提出了一種基于雙目視覺和反向模型重構的零件表面圖案檢測方法，該方法包括：獲取大型曲面零件加工文件；基于零件表面圖案進行多邊界條件下高精度輪廓三維重建，得到若干不同測量視點的輪廓點云數據，對若干不同測量視點的輪廓點云數據進行拼接，得到目標圖案三維點云；計算標準數模輪廓上所有加工點到四個定位孔的短程線距離；基于結構光擬合出待測量大型曲面零件實際測量時的曲面，反向生成實際測量CAD輪廓；將目標圖案三維點云與實際測量CAD輪廓進行模數對比，計算輪廓檢測誤差。本發明在測量過程中無需用夾具固定，零件發生變形后仍能進行數據比對，實現了大型曲面零件表面加工圖案的自動化、高精度測量。

技術領域

本發明涉及視覺檢測技術領域，尤其是涉及一種基于雙目視覺和反向模型重構的零件表面圖案檢測方法。

背景技術

視覺檢測技術通過視覺設備在不同位置和方向獲取被測目標圖像，通過對圖像的處理分析得到被測物信息，進而確定被測物精度。視覺檢測技術是一種非接觸式的測量手段，具有檢測速度快、柔性好、量程大等優點，被廣泛應用于航空、航天、汽車等領域的大型機器、設備、結構的檢查、調整、裝配和安裝等。

在航空化銑零件等大型構件的加工制造過程中，膠膜刻線的加工精度是影響化銑零件最終精度的關鍵。隨著科學技術和加工制造水平的不斷提高，航空業對化銑零件的加工制造精度提出了更高的要求，采用視覺檢測技術進行三維測量是數字化刻線檢測手段的重要方向。

傳統的視覺檢測方法通過測量出的輪廓與標準數模輪廓進行模數對比，故在測量過程中要求工件不能發生變形，需將被測工件用夾具固定在某一特定位置，即使如此在測量過程中工件仍然會發生少量變形，對最后的精度測量產生較大的誤差，因此，針對大型曲面零件表面加工圖案的三維檢測需求，需要一套更完整的、測量更簡單且更高精度的視覺測量方案。

發明內容

有鑒于此，本申請提出了一種基于雙目視覺和反向模型重構的零件表面圖案檢測方法，用于解決現有大型曲面零件表面加工圖案三維測量精度不佳的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提出了一種基于雙目視覺和反向模型重構的零件表面圖案檢測方法，所述方法包括：

S1，獲取大型曲面零件加工文件，所述大型曲面零件加工文件包括標準數模和待測量大型曲面零件；

S2，采集待測量大型曲面零件的零件表面圖案，基于零件表面圖案進行多邊界條件下高精度輪廓三維重建，得到若干不同測量視點的輪廓點云數據，對若干不同測量視點的輪廓點云數據進行拼接，得到目標圖案三維點云；

S3，在標準數模的輪廓上選取四個定位孔，獲取標準數模的輪廓上所有加工點，計算標準數模輪廓上所有加工點到四個定位孔的短程線距離；

S4，基于結構光擬合出待測量大型曲面零件實際測量時的曲面，重建出四個定位孔，基于標準數模的輪廓上所有加工點到四個定位孔的短程線距離求解出待測量大型曲面零件在實際測量中的加工點位置，反向生成實際測量CAD輪廓；

S5，將目標圖案三維點云與實際測量CAD輪廓進行模數對比，計算輪廓檢測誤差。

在以上技術方案的基礎上，優選的，步驟S2中，采集待測量大型曲面零件的零件表面圖案具體包括：

根據大型曲面零件加工文件提取加工路徑，基于加工路徑進行輪廓采樣，得到輪廓點云模型；

采用導軌與機器人系統帶動雙目立體視覺系統從若干不同測量視點對待測量大型曲面零件進行三維測量；

根據輪廓點云模型采用基于單次測量面積的視點規劃方法或者基于單個輪廓的視點規劃方法進行視點規劃，生成視點路徑；基于視點路徑采集待測量大型曲面零件的零件表面圖案。

在以上技術方案的基礎上，優選的，所述基于單次測量面積的視點規劃方法具體包括：