[发明专利]一种克服继电器金属表面反光的磁路落差检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种克服继电器金属表面反光的磁路落差检测方法及系统，针对金属表面存在的局部高反光区域影响检测问题，通过设计调整散斑图案，实现散斑投影精确三维重建。本发明首先设计散斑图像的参数(包括大小和密度)，再利用双目立体视觉原理，采用改进的NCC算法实现立体匹配最终获得被测继电器的三维轮廓信息，然后利用随机采样一致性(RANSAC)结合欧式聚类算法分割点云，得到继电器磁路落差平面，并进行评测，克服了存在反光闪亮点情况下继电器的检测难题，结果准确可靠。

技术领域

本发明涉及三维重建领域，特别指一种克服继电器金属表面反光的磁路落差检测方法及系统。

背景技术

传统的投影三维精密测量系统对被测物体表面的光学特性一定的要求，由于强烈的镜面反射容易引起相机捕获的像素饱和，故要求被测物体表面具有足够的漫反射且不能存在大面积的镜面反射。然而，在实际的测量过程中，被测物体的材质不同，其表面存在着不同的反射特性，投影到物体的编码图案的效果因此受到了不同程度的影响。其中，由于物体表面的高反射率导致图像像素饱和最终导致物体三维重建结果的失败。因此研究高反射率物体的表面三维形貌测量，进一步提高现有结构光三维扫描技术具有重要的研究意义和应用价值。

此外，三维数字散斑测量方法目前已经发展成为一种对测量环境要求较低、灵敏度较高、数据处理自动化、适用范围广的非接触性、全场范围的有效测量方法，成为现代光测中的一个重要组成部分；基于散斑的结构光只需单张图像即可实现三维重建，也是重要的动态测量手段之一。

发明内容

针对上述提到的存在金属反光引起图像饱和导致数据丢失等问题，本发明提出一种克服继电器金属表面反光的磁路落差检测方法及系统。

本发明采用如下技术方案：

一方面，一种克服继电器金属表面反光的磁路落差检测方法，包括如下步骤：

S101，搭建包括左相机、右相机和投影仪的双目结构光视觉系统，通过相机标定得到左右相机的内参和外参；

S102，生成编码大小和密度可调节且随机分布的数字散斑图像；

S103，将所述散斑图像通过所述投影仪投影到被测继电器表面，通过所述左相机和右相机对投影后的物体进行拍摄，得到左右两图像，对左右两图像进行极线矫正，并对矫正后的左右两图像采用改进的NCC算法进行匹配，得到视差图像；

S104，利用标定得到的相机内外参数及视差图像获取深度信息，计算被测继电器的三维数据，进行三维点云重建；

S105，对继电器磁路落差进行评测，对所述三维点云进行去噪滤波，通过点云分割得到磁路两平面数据，利用求距离公式取得磁路落差结果。

优选的，S101中，通过相机标定得到左右相机的内参和外参的方法，包括：采用张正友标定法利用棋盘格标志物得到左右两个相机的内外参数。

优选的，S102中，生成数字散斑图像的方法，包括：

S1021，设置一张大小为h×w的图像，设置方形散斑大小为d×d；

S1022，由所述的散斑设计条件可以得到散斑点数量为u×v，

其中，floor表示取整函数；u表示图像中横向的散斑数量；v表示图像中纵向的散斑数量；

S1023，构造一个u×v大小的二维数组index，同时为每个3d×3d大小的九宫格窗口设置对应序号为0-8；遍历该二维数组，通过rand随机函数获得每个窗口的随机序号值，根据散斑的设计条件，将符合判断条件的窗口序号值存入二维数组index中；如下：

index[i][j]＝rand(9)