[发明专利]一种基于近场非标准光源的磨痕三维形貌原位获取方法

权利要求书

1.一种基于近场非标准光源的磨痕三维形貌原位获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立非标准点光源的光照模型，非标准点光源Quasi点光源的发光模型包括角度衰减和距离衰减，结合这两种光照衰减模型，得到表面任一点的照度模型；

(2)标定光源空间坐标，针对六个均匀布置的非标准点光源，基于平面的主光轴标定法，利用点光源照射下的平面亮度分布的轴对称属性，计算光源的最亮光线及平面主光轴的方向；

(3)使用手持式显微镜得到零件表面不同光源、同一视点下的图像，基于图像处理技术，获取Mask图；

(4)根据标定的光源方向和获取的图像信息计算磨损表面法向量，利用已知形状对表面进行初始化的迭代计算，以恢复零件表面法向及深度信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于近场非标准光源的磨痕三维形貌原位获取方法，其特征在于，

所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：Quasi点光源的角度衰减模型符合g-cosine定律，该光源在θ角方向上的光照强度E_θ表示为公式(1)；

公式(1)：E_θ＝E₀cos^gθ

式中E₀为主光轴方向的发光强度，g是一个与光源发光均匀度相关的角度衰减因子；

步骤1.2：Quasi点光源的距离衰减模型符合平方反比律，该光源在θ角方向上距离发光源d的光照强度E_p表示为公式(2)；

公式(2)：

步骤1.3：结合两种光照衰减模型，得到表面某点P的照度为公式(3)所表示的模型：

公式(3):

3.根据权利要求1所述的一种基于近场非标准光源的磨痕三维形貌原位获取方法，其特征在于，

所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：将均匀分布的6个LED灯安装在手持式显微镜上，使两者相对位置不变；

步骤2.2：依次打开6个LED灯，获取图像，利用5×5高斯滤波器核过滤图像噪声，选取图像中最亮的区域，对该区域进行椭圆拟合，拟合所得的圆心作为最亮点P_B(μ_B,v_B,f)的位置；

步骤2.3：根据图像中最亮点P_B根据公式(4)计算其对应点的空间坐标P_B'(x_B,y_B,z_B)，

公式(4)：

步骤2.4：计算最亮光线及其在平面上主光轴的方向。