线激光视觉三维旋转扫描方法

摘要

本发明针对现有激光扫描系统现场标定困难，扫描景深范围窄，扫描效率不高的缺点，提出一种可以根据物体尺寸改变景深，并且快速实现现场标定，对物体进行虚拟重构，并且可以对物体指定的特征点进行实时跟踪的线激光视觉三维旋转扫描方法。采用线激光扫描方式，提高扫描效率和实时性；采用定位平台技术，可以实现系统模型现场快速标定，方便用户现场调试相机的视角和景深，应用更加灵活；利用openGL实现物体的虚拟重构，实现物体上任意几何尺寸的测量；定位平台提供机器臂定位孔，可以实现对物体的感兴趣点的实时或者延时跟踪。对工业生产、检测具有重要意义。

主权项

线激光视觉三维旋转扫描方法，其特征是包括以下步骤：首先，设计定位平台，定位平台包括系统各个部分的定位孔：旋转轴定位孔，标定杆定位孔，相机定位孔，激光器定位孔，机器臂定位孔；所述定位平台坐标系的原点和机器臂坐标系的原点重合；第二步，按定位孔位置安装好各个部件，安装标定杆，线激光照射标定杆，激光条在标定杆的标定孔处会形成断裂；利用相机获取标定孔的图像，利用中轴变换原理对线激光光条细化，对细化后的激光轨迹进行序列化，根据序列点查找断点，确定标定孔在图像坐标系中的坐标，结合定位孔在系统中的空间坐标完成系统的标定；第三步，拆除标定杆，放置待测量或待跟踪物体，设定旋转轴转动角速度ω对物体进行被动旋转扫描，利用相机实时获取激光器照射于被测物表面的激光条，细化激光条并对得到的激光条的每一个像素点进行逆向工程运算，得到像素点在定位平台中的坐标；第四步：对物体进行测量、虚拟重构、跟踪：通过获取的坐标信息，能够直接得到物体的物理尺寸；将获得的所有坐标点通过openGL在计算机中绘制得到物体的点云图，对点云图进行网格化，并贴附纹理可以得到物体的虚拟映像；从点云中选择感兴趣的点送入机器臂，实现对物体特征点的跟踪。