一种锻件尺寸的非接触测量方法

摘要

本发明提供了一种锻件尺寸的非接触测量方法，采用线阵CCD与线结构光配合扫描采集特征点，基于光学三角原理推导特征点的三维坐标并进行三维建模，进而分析得到锻件的尺寸等信息。采用上述的测量装置及方法，提高了系统分辨率，增加了系统测量范围，避免了双目视觉中目标匹配的问题，可实现大尺寸三维立体的高精度测量。

主权项

一种基于线阵CCD相机和线结构光投射器的在线非接触测量尺寸的方法，包括：将所述线结构光投射器安放在相距所述线阵CCD相机一定距离的水平支架上，并向被测对象投射线结构光，该距离根据被测对象的尺寸选定；测量系统标定，建立世界坐标系O_w‑X_wY_wZ_w，并确定线阵CCD相机参数和结构光参数；对被测对象进行扫描；所述线结构光投射器向被测对象垂直投射竖直的线结构光形成光条，所述线阵CCD相机每次俯仰一个角度Δγ，与结构光相交于一点，直到在被测对象表面的光条全部被相机采集，随后结构光转动一个角度Δβ；重复对被测对象进行扫描，至完成被测对象整体扫描；对被测对象的扫描图像进行处理，提取特征点图像，并根据线阵CCD相机参数、结构光参数以及特征点的旋转角度参数计算特征点的三维坐标，并根据所得三维坐标重建被测对象形貌，分析计算被测对象尺寸；其特征在于，计算所述三维坐标的表达式如下：其中，O_c和O_l分别为相机光心和线结构光光心；(X_c Y_c Z_c)表示相机光心O_c在世界坐标系内的坐标，α₃为相机光心O_c到空间点P的向量与基线向量的夹角；β₁表示该被测点P对应的结构光光平面的水平角度；β₃表示结构光光心O_l到被测点P的向量与基线向量的夹角；γ₂为测量空间点P时与XOY平面的夹角，等于扫描状态下相机光轴与XOY平面的夹角。