[發(fā)明專利]一種基于結(jié)構(gòu)光三維掃描快速準(zhǔn)確進(jìn)行冰箱容積測量的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211544443.8
• 申請日: 2022-12-04
• 公開（公告）號: CN115900588A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟俊貞;王新萍;軒亞兵;黃桂平
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01F17/00;G06T17/00;G06T5/00;G06T3/40;G06T7/62;G06T7/00
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 蔡文雅

本發(fā)明涉及基于結(jié)構(gòu)光三維掃描快速準(zhǔn)確進(jìn)行冰箱容積測量的方法，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)測量速度慢，測量精度低，測量誤差大的問題，其解決的技術(shù)方案是，該測量方法包括以下步驟：1）確定輔助測量標(biāo)志點(diǎn)；2）掃描參數(shù)設(shè)置；3）獲取點(diǎn)云；4）建立冰箱的三維模型，進(jìn)行冰箱內(nèi)部容積計(jì)算；本發(fā)明測量方法測量幅面更大，測量時(shí)間大大減少；測量精度高；既可以測量靜止工件，也可以測量移動點(diǎn)云，利用結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)進(jìn)行冰箱容積掃描，和現(xiàn)有技術(shù)相比，可以準(zhǔn)確，快速的掃描冰箱容積，是冰箱容積測量方法上的創(chuàng)新。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冰箱容積測量領(lǐng)域，特別是一種基于結(jié)構(gòu)光三維掃描快速準(zhǔn)確進(jìn)行冰箱容積測量的方法。

背景技術(shù)

在冰箱容積測量時(shí)，傳統(tǒng)幾何測量法對實(shí)驗(yàn)對象的基本尺寸進(jìn)行測量，通過使用鋼卷尺測量冰箱內(nèi)膽的長、寬、高，并量測內(nèi)膽的凹陷、凸起等不規(guī)則構(gòu)造的尺寸數(shù)據(jù)，計(jì)算得到容積，冰箱內(nèi)壁的不規(guī)則性與復(fù)雜性使得傳統(tǒng)幾何測量方式和工具對冰箱容積的精確測量具有極大的局限性，難以滿足計(jì)量工作中對冰箱容積快速、準(zhǔn)確測量的需求。該方法的不足之處可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面:(1)冰箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量過程繁瑣復(fù)雜；(2)冰箱內(nèi)部一些部位無法接觸，測量工具無法觸及，測量數(shù)據(jù)的范圍有限；(3)采用人工測量，邊界點(diǎn)設(shè)定的準(zhǔn)確程度直接受到測量人員的經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識水平、熟練程度和技巧等人為因素的影響測量速度慢，測量效率低，測量誤差大；(4)人工記錄測量結(jié)果，出錯(cuò)率較大，不利于測量數(shù)據(jù)的收集與分析，且在進(jìn)行大批量的冰箱容積檢測時(shí)，這種方法實(shí)施起來較為困難。因此，冰箱容積測量方法的改進(jìn)是目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種基于結(jié)構(gòu)光三維掃描快速準(zhǔn)確進(jìn)行冰箱容積測量的方法，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)測量速度慢，測量精度低，測量誤差大的問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，該測量方法包括以下步驟：

1)確定輔助測量標(biāo)志點(diǎn)：由于冰箱內(nèi)部內(nèi)壁為乳白色，特征較不明顯，需建立一個(gè)穩(wěn)定的測量環(huán)境，溫度為20-25℃為宜，在此環(huán)境中，在冰箱上粘貼輔助測量標(biāo)志點(diǎn)；

2)掃描參數(shù)設(shè)置：為使測量冰箱容積得到的精度更高，掃描參數(shù)需滿足以下條件：掃描速度測量用時(shí)為：8min≤@50cm×50cm×70cm≤15min；掃描距離在300mm-400mm；點(diǎn)云分辨率設(shè)置為0.2mm-0.8mm；曝光時(shí)間設(shè)置為0.1ms-12ms；

3)獲取點(diǎn)云：通過光柵投影裝置將結(jié)構(gòu)光(條紋光柵、散斑光柵等)投射到被測物表面，利用立體匹配算法，根據(jù)對所選特征進(jìn)行計(jì)算，建立特征之間的對應(yīng)關(guān)系，從而將同一空間物理點(diǎn)在不同圖像中的映像點(diǎn)對應(yīng)起來，得到視差圖像，在立體匹配得到視差圖像后，恢復(fù)場景三維信息，并確定點(diǎn)云；

4)建立冰箱的三維模型，進(jìn)行冰箱內(nèi)部容積計(jì)算：利用三維激光掃描儀對冰箱容積進(jìn)行掃描，對獲取的冰箱點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪平滑處理后，數(shù)據(jù)擬合后利用軟件GeomagicDesign?X對其進(jìn)行圖像處理，建立三維模型，利用三維激光掃描儀獲取冰箱的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)網(wǎng)格化處理，根據(jù)實(shí)際的需要劃分網(wǎng)格的大小，利用拉格朗日插值算法把離散的點(diǎn)云數(shù)據(jù)插值到網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)處，得到冰箱的三維模型，并進(jìn)行冰箱內(nèi)部容積計(jì)算。

本發(fā)明測量方法測量幅面更大，測量時(shí)間大大減少；測量精度高；既可以測量靜止工件，也可以測量移動點(diǎn)云，利用結(jié)構(gòu)光三維掃描技術(shù)進(jìn)行冰箱容積掃描，和現(xiàn)有技術(shù)相比，可以準(zhǔn)確，快速的掃描冰箱容積，是冰箱容積測量方法上的創(chuàng)新。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)光三維掃描原理示意圖。

圖2為本發(fā)明測量方法流程圖。

圖3為本發(fā)明測量方法相機(jī)、物體、參考面、投射光柵夾角示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1