[发明专利]一种高效快速的双目3D点云焊点缺陷检测方法

权利要求书

1.一种高效快速的双目3D点云焊点缺陷检测方法，其特征是步骤如下：

(1)构建双目视觉系统，采集待测样本的3D点云；

所述待测样本为塑料材质封装的印刷电路板；

所述双目视觉系统是指：两个三角测距激光雷达位于所述待测样本的正上方，且二者形成的直线与所述待测样本的印刷电路板部分所在的平面平行；两个三角测距激光雷达以镜像对称的方式放置；每个三角测距激光雷达在沿着所述直线的方向运动时，所述三角测距激光雷达的发射器发射的激光垂直扫描过焊点，然后由焊点反射激光至对应三角测距激光雷达的接收器；

所述采集的过程为：使用逻辑控制器控制两个三角测距激光雷达的开始扫描信号，并同时控制两个三角测距激光雷达在所述直线上匀速运动，沿一个方向一次性采集待测样本的3D点云；

所述匀速运动过程中，两个三角测距激光雷达的相对位置保持不变；

所述待测样本的3D点云由视图1形成的3D点云和视图2形成的3D点云组成；

(2)采用3D模板匹配方法定位焊点位置：先采用语义分割方法对视图1形成的3D点云和视图2形成的3D点云进行分割，得到视图1中印刷电路板部分的3D点云，记为Y₁，视图2中印刷电路板部分的3D点云，记为Y₂；再采用齐次坐标变换将Y₂与Y₁对齐，得到与Y₁对齐的视图2的印刷电路板部分的3D点云，记为最后使用快速点特征直方图将Y₁或者与标准模板配准获取每个焊点的位置信息；通过所述焊点的位置信息获取Y₁和中属于各个焊点的点云，分别记为记为Z₁和Z₂；

(3)基于细粒度方法逐个检测步骤(2)中Z₁和Z₂中对应焊点是否为合格焊点；

所述焊点的3D点云包括X₁和X₂；其中，X₁为该焊点在Z₁中的3D点云，X₂为该焊点在Z₂中的3D点云；

所述检测的过程为：

(3.1)先使用深度神经网络分别对该焊点的X₁和X₂进行点云到点特征的变换得到X₁和X₂的点特征，再使用对称函数保持输入的置换不变性对X₁和X₂点特征进行处理，得到X₁和X₂的全局特征；所述X₁和X₂的全局特征，表示如下：

f(X₁)≈g(m(X₁))；

f(X₂)≈g(m(X₂))；

其中，f(X₁)和f(X₂)分别为X₁和X₂的全局特征，g(·)为对称函数，m(·)为点云到点特征的变换；

(3.2)通过f(X₁)和f(X₂)确定该焊点的关键区域，并得到所述关键区域内X₁和X₂的点特征和所述关键区域是对该焊点的顶部对应的球形区域采用指数函数进行切割得到；

(3.3)使用步骤(3.2)所得关键区域内X₁和X₂的点特征和作为分类器多层感知机的输入，预测该焊点属于合格焊点的概率，其数学表达式如下：

其中，p(·)指该焊点属于合格焊点的概率，cls(·)指分类器多层感知机；

如果p(X₁,X₂)0.5则认为该焊点为合格焊点。

2.根据权利要求1所述的一种高效快速的双目3D点云焊点缺陷检测方法，其特征在于，所述控制两个三角测距激光雷达的开始扫描信号是指：当三角测距激光雷达的激光能够扫描到待测样本时，启动开始扫描信号，当三角测距激光雷达的激光不再扫描到待测样本时，停止开始扫描信号。