[发明专利]一种基于单目机器视觉的非接触三维扫描方法

摘要

本发明公开了一种基于单目机器视觉的非接触三维扫描方法，通过采用新的背景模型的建立、空间坐标系的确定及结构光中心提取和存贮方式，降低成本、简化操作，实现实时性，即时显示测量结果。本发明提供的基于单目机器视觉的非接触三维扫描方法，操作技术要求低：对于非接触方式的三维扫描方式一般要求较高的使用技能，本发明提供友好的使用方法简单易操作，不需要具备较高的专业知识。本发明扫描速度快：非接触测量一般要进行数据分析，所以测量时间一般比较慢；本发明可以实现实时扫描，能够即时显示测量结果，并且操作极其便利。

主权项

一种基于单目机器视觉的非接触三维扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制作背景板，背景板包括相互连接的左标定板和右标定板，在左标定板和右标定板上相互对称的设置若干个均匀分布的坐标点；2）在背景板前放置摄像头，通过激光笔依次点亮左标定板和右标定板上的坐标点，以摄像头中心点为坐标原点，提取各个坐标点的位置，以左标定板、右标定板上的坐标点分别构建其背景平面方程；3）将待扫描的物体放置在左标定板和右标定板之间，激光笔持续晃动照射，此时摄像头能实时捕获到激光照射到待扫描物体表面上的图像；在激光笔照射时，提取激光中心线，然后分别取激光线打在左标定板上的两个点和打在右标定板上的两个点构造激光线平面；4）以摄像头中心点为坐标原点，通过激光笔照射到物体表面上的图像，提取得到激光光条中心线点，称为激光线点；通过激光线点与摄像头中心点构成直线方程，该直线方程与激光线平面相交于一点，将图像中的激光光条中心线上的所有点转换为相对与摄像头中心点的三维空间点；5）利用所构建的左标定板、右标定板的平面方程作为筛选器，把不是平面上的三维空间点筛选出来就得到了落在待扫描物体表面上的三维空间点，得到了被扫描物体表面的三维空间信息，三维空间信息是以摄像头中心点为坐标原点的；6）建立一个对应于图像大小的二维数组，将得到的被扫描物体表面的三维空间点信息存储到二维数组中，再按照OBJ格式要求，将数据写入OBJ文件中；7）按照OBJ文件的绘制方式利用OpenGL图形绘制接口绘制显示，得到扫描物体的三维点云显示结果。