[发明专利]三维视觉检测装置及三维视觉检测方法

说明书

一种三维视觉检测装置及三维视觉检测方法，能够对被检测零件表面进行全面细致的三维建模，完成对零件的尺寸、外观以及表面缺陷检测。三维视觉检测装置包括：图像采集单元，采集零件图像；特征光投射单元，向零件投射预定的光线；三维建模单元，根据所述图像采集单元采集的图像，针对零件上被投射了预定光线的点进行特征匹配并计算视差，计算三维信息，对零件进行三维建模；以及检测单元，将三维建模单元产生的三维模型与标准模型进行比较，检测零件的表面缺陷。

技术领域

本发明涉及一种三维视觉检测装置及三维视觉检测方法，尤其是用于汽车零部件的外观检测的三维视觉检测装置及三维视觉检测方法。

背景技术

汽车生产供应链对配件质量越来越关注，伴随着众多零部件和原材料在很多不同的地区和供应商采购，要求每一个质量环节都能达到高的质量标准，并期望着众多供应商能在现在和未来都能持续满足他们的需要。对于配件生产商来说，这是一个挑战，同时也是一个机遇以证明产品质量，并且与汽车供应链建立持续的互动联系。

汽车零部件检测包括对汽车用材料的检测、外饰件检测、内饰件检测等等，检测项目包括高分子材料测试(机械力学性能、热学性能、绝缘电性能、耐化学药品测试、人工加速老化、燃烧测试等)、反光测试(尺寸、颜色、反光性能、耐着力、冲击性能、冲击强度、抗磨性能、色牢度、盐雾试验、压缩性能、绕曲强度、裂纹等)、泡沫泡棉材料测试(表观密度、压缩形变、硬度、拉伸性能、吸水率、导热系数、反抗弹力、燃烧性能等)、橡胶材料测试(密度、硬度、拉伸性能、冲击性能、挠曲性能、门尼粘度、热学性能、燃烧试验、人工加速老化试验、耐化学试剂、耐油试验等)。其中，尺寸、颜色、裂纹等等属于外观检测，是零部件检测的重要一环。

机器视觉已被广泛用于汽车零部件的外观检测中，与传统的人工检测相比，机器视觉检测具有更高的稳定性和精度，受环境影响小，且能够24小时高强度、高效率工作，为企业节省了大量的人力、物力成本。

目前使用的机器视觉检测技术均为二维图像检测技术，使用单一相机从特定视角拍摄待检测零件(或者多个相机多个视角，每个相机负责一个视角)，通过零件在不同光照条件下的图像成像或投影，检测零件的尺寸以及表面缺陷等。

基于二维成像的机器视觉检测方法，需要根据不同的现场的光照条件、材料反光特性、零件几何尺寸、预估成本等等，设计并配置合适的光源、相机以及检测方案。由于摄像机以及光源价格较高，受到成本限制，二维视觉检测方案只能采用有限数量的相机，针对零件的特定视角检测特定尺寸或缺陷，而无法像三维成像一样对零件进行全面细致地检测。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种三维视觉检测装置及三维视觉检测方法，能够对被检测零件表面进行全面细致的三维建模，完成对零件的尺寸、外观以及表面缺陷检测。

根据本发明的第一方面，提供一种三维视觉检测装置，用于零件的外观检测，包括：图像采集单元，采集零件图像；特征光投射单元，向零件投射预定的光线；三维建模单元，根据所述图像采集单元采集的图像，针对零件上被投射了预定光线的点进行特征匹配并计算视差，计算三维信息，对零件进行三维建模；以及检测单元，将三维建模单元产生的三维模型与标准模型进行比较，检测零件的表面缺陷。

优选图像采集单元为左摄像机和右摄像机，分别采集左右两个视角的图像。

优选预定的光线为结构光、编码光、激光线中的任意一种。

根据本发明的第二方面，提供一种三维视觉检测方法，用于零件的外观检测，包括以下步骤：特征光投射步骤，向零件投射预定的光线；图像采集步骤，采集零件图像；三维建模步骤，根据所述图像采集步骤采集的图像，针对被投射了预定光线的点进行特征匹配并计算视差，计算三维信息，对零件进行三维建模；以及表面缺陷检测步骤，将三维建模步骤产生的三维模型

与标准模型进行比较，检测零件的表面缺陷。