鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和方法；一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、采集單元和光源單元；一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法包括獲取光帶圖像、獲取干擾圖像、對(duì)光帶圖像和干擾圖像進(jìn)行處理得到凈化圖像、對(duì)凈化圖像進(jìn)行中值濾波、均值濾波、圖像二值化、圖像細(xì)化和圖像還原處理重構(gòu)鏡面目標(biāo)三維輪廓圖像。本發(fā)明解決了CCD傳感器必須和被測(cè)鏡面物體所在的空間位置必須滿足反射定律問題，大大提高了測(cè)量系統(tǒng)的通用性；同時(shí)解決了鏡面目標(biāo)的反光問題和強(qiáng)背景光中獲取目標(biāo)真實(shí)圖像問題，消除了鏡面目標(biāo)三維測(cè)量中鏡面目標(biāo)反射環(huán)境光對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
【專利說明】鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光線輪廓測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]上個(gè)世紀(jì)70年代以來，光學(xué)輪廓測(cè)量技術(shù)以其高精度、高效率和非接觸性的優(yōu)點(diǎn)在高速檢測(cè)，產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量控制、反求工程等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。現(xiàn)有光輪廓測(cè)量技術(shù)主要針對(duì)的是漫反射物體，而難以有效地測(cè)量鏡面反射物體。在工程中，特別是在現(xiàn)代制造業(yè)中，存在大量鏡面反射物體需要測(cè)量。例如，汽車工業(yè)中，噴涂車身、拋光模具等的表面均是鏡面反射性質(zhì)。鏡面物體的光學(xué)輪廓測(cè)量技術(shù)研究已嚴(yán)重滯后于需求的快速增長。主要原因是鏡面物體同漫反射物體在反射模型上存在較大差異。鏡面反射時(shí)，光束的反射方向取決于入射方向和物體表面法線方向。這將造成反射光線不能保證被圖像采集系統(tǒng)所捕捉。即使捕捉到反射光線，被測(cè)鏡面物體的面形數(shù)據(jù)也嚴(yán)重依賴于物面的法向信息，使測(cè)量變得極其困難。目前，鏡面反射物體的測(cè)量一般采用兩種辦法:其一，采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等接觸式測(cè)量設(shè)備，速度較慢，一般難以測(cè)量完整輪廓；其二，噴涂表面，改變其反射特性為漫反射后用主動(dòng)或被動(dòng)的光學(xué)方法測(cè)量，這種方法削弱了光學(xué)測(cè)量方法的非接觸優(yōu)點(diǎn)，并且需要對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行額外的表面加工；其三，把圖像傳感器置于反射光路上?；跅l紋反射的鏡面物體測(cè)量技術(shù)系統(tǒng)，顯示屏、被測(cè)鏡面物體和圖像傳感器CCD像機(jī)三者所在的空間位置滿足反射定律。圖像傳感器置于條紋反射光路上，計(jì)算機(jī)控制IXD顯示屏生成正弦條紋圖像，CXD像機(jī)通過鏡面物體觀察受調(diào)制的IXD顯示屏虛像，得到的一幀變形條紋圖像。其中，反射光線在物體表面偏轉(zhuǎn)角度受鏡面物體表面梯度調(diào)制。由光線追跡得到的反射光線在LCD顯示屏坐標(biāo)系中位置偏移量，該偏移量反映了該處的梯度大小，表現(xiàn)為變形條紋的相位調(diào)制。分別投影水平和垂直方向的條紋圖像，通過適當(dāng)?shù)南嘁坪拖辔唤庹{(diào)技術(shù)[1，2]可以得到物體表面的調(diào)制相位分布，最后采用自適應(yīng)光學(xué)中的Southwell區(qū)域波前重構(gòu)法進(jìn)一步對(duì)梯度數(shù)據(jù)積分重建物體外形。該方法的缺點(diǎn)是顯示屏、被測(cè)鏡面物體和CCD像機(jī)三者所在的空間位置滿足反射定律，這就大大降低了測(cè)量系統(tǒng)的通用性；反光問題:一旦反射光強(qiáng)到足以淹沒條紋的程度，會(huì)使條紋產(chǎn)生截?cái)?，引起相位信息的誤差，最終無法獲得正確的高度分布。一種光學(xué)測(cè)量裝置，薄膜晶體管(TFT)上顯示的是一維光柵(由計(jì)算機(jī)控制可以方便地調(diào)節(jié)光柵的方向、周期以及襯比度)，待測(cè)物體表面與薄膜晶體管、CCD像機(jī)組成測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)。首先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)面進(jìn)行測(cè)量，這里選擇平面反射鏡作為標(biāo)準(zhǔn)面，用CCD像機(jī)記錄標(biāo)準(zhǔn)面的光柵像，計(jì)算出參考相位。然后將待測(cè)物體放在相同位置，得到相應(yīng)的變形光柵像，計(jì)算出參考相位，除去參考相位即得到由待測(cè)物面畸變引起的相位變化。薄膜晶體管上產(chǎn)生的光柵圖樣傳遞到CCD的接收平面，采用N幀相移方法可以計(jì)算出被測(cè)物面引入的相位調(diào)制，光柵由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，因此可實(shí)現(xiàn)精確相移，同時(shí)也可以方便地選擇相移次數(shù)，實(shí)驗(yàn)中CCD像機(jī)直接調(diào)焦在待測(cè)物體表面，這時(shí)光柵像因離焦而變模糊，但由于采用的是正弦光柵，因此不會(huì)影響到相位測(cè)量的精度。標(biāo)準(zhǔn)面的光柵像不會(huì)發(fā)生畸變，而待測(cè)物體表面缺陷會(huì)引起光柵像變形。由梯度分布恢復(fù)待測(cè)表面面形，最簡單的方法是按路徑積分。但由于實(shí)際數(shù)據(jù)包含噪聲，這時(shí)積分就與路徑相關(guān)。按照不同的路徑積分得到的結(jié)果是不同的，尤其是在測(cè)量表面起伏劇烈的類鏡面反射表面時(shí)，按路徑積分將得不到正確的面形分布。因此這里選用自適應(yīng)光學(xué)中Southwell波前重建法恢復(fù)待測(cè)面形。該方法的缺點(diǎn)是顯示屏、被測(cè)鏡面物體和CCD像機(jī)三者所在的空間位置滿足反射定律。這就大大降低了測(cè)量系統(tǒng)的通用性；反光問題:一旦反射光強(qiáng)到足以淹沒條紋的程度，會(huì)使條紋產(chǎn)生截?cái)?，引起相位信息的誤差，最終無法獲得正確的高度分布。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決以上問題，本發(fā)明提出了一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和方法，解決了 CCD傳感器必須和被測(cè)鏡面物體所在的空間位置滿足反射定律問題、鏡面目標(biāo)反光問題和強(qiáng)背景光中獲取目標(biāo)真實(shí)圖像的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0005]S1.利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出脈沖調(diào)制信號(hào)對(duì)激光器進(jìn)行調(diào)制，激光器輸出線型光束對(duì)鏡面目標(biāo)進(jìn)行照明；同時(shí)利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)CCD圖像傳感器同步采集鏡面目標(biāo)表面的光帶圖像；
[0006]S2.關(guān)閉激光器，并利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)CCD圖像傳感器同步采集鏡面目標(biāo)表面的干擾圖像；
[0007]S3.對(duì)步驟SI中的光帶圖像和步驟S2中的干擾圖像進(jìn)行反相迭加相關(guān)運(yùn)算，得到鏡面目標(biāo)表面的凈化圖像；
[0008]S4.設(shè)定鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，選取N幅鏡面目標(biāo)同一表面位置的凈化圖像進(jìn)行時(shí)域內(nèi)低通濾波處理，得到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和激光光帶灰度圖像，并判斷N是否達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值；
[0009]S5.若N沒有達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，則返回步驟SI ;gN達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，則對(duì)步驟S4中的激光光帶灰度圖像分別進(jìn)行中值濾波和均值濾波處理；
[0010]S6.對(duì)步驟S5中處理后的激光光帶灰度圖像進(jìn)行二值化處理，并利用細(xì)化算法提取結(jié)構(gòu)光光條中心；
[0011]S7.采用最短對(duì)角線的輪廓線拼接方法對(duì)步驟S4中的鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和步驟S6中的結(jié)構(gòu)光光條中心進(jìn)行處理，重構(gòu)鏡面目標(biāo)的三維表面輪廓，并利用VTK軟件系統(tǒng)顯示鏡面目標(biāo)三維輪廓圖像。
[0012]進(jìn)一步地，所述光帶圖像包括鏡面目標(biāo)表面散射到CXD圖像傳感器的激光信號(hào)和鏡面目標(biāo)表面反射到CCD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)。
[0013]進(jìn)一步地，所述干擾圖像包括鏡面目標(biāo)表面反射到CXD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)。
[0014]進(jìn)一步地，所述凈化圖像包括鏡面目標(biāo)表面散射到CXD圖像傳感器的激光信號(hào)。
[0015]進(jìn)一步地，所述反相迭加相關(guān)運(yùn)算公式為:
[0016]Gn(i，j) = Gl (i, j) cos(<i)L)+Gb (i, j) cos(<i)B)
[0017]其中，φΒ-(Κ = Ji，GL(i, j)為光帶圖像灰度，Gb(i, j)為干擾圖像灰度，Gn(i, j)為凈化圖像灰度，ΦΒ為脈沖調(diào)制信號(hào)中干擾圖像的調(diào)制相位，為脈沖調(diào)制信號(hào)中光帶圖像的調(diào)制相位。
[0018]一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、采集單元和光源單元；所述采集單元包括三臺(tái)C⑶像機(jī)，三臺(tái)C⑶像機(jī)分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有線連接；所述光源單元包括三臺(tái)激光器，三臺(tái)激光器分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有線連接。
[0019]進(jìn)一步地，所述采集單元三臺(tái)激光器發(fā)出的線型激光位于同一平面內(nèi)。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對(duì)鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，解決了 CCD傳感器必須和被測(cè)鏡面物體所在的空間位置必須滿足反射定律問題，大大提高了測(cè)量系統(tǒng)的通用性，不需要為待測(cè)量鏡面目標(biāo)專門設(shè)計(jì)測(cè)量系統(tǒng)；同時(shí)通過對(duì)光帶圖像和干擾圖像進(jìn)行反相迭加相關(guān)運(yùn)算得到凈化圖像，解決了鏡面目標(biāo)的反光問題和強(qiáng)背景光中獲取目標(biāo)真實(shí)圖像問題，消除了鏡面目標(biāo)三維測(cè)量中鏡面目標(biāo)反射環(huán)境光對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，能夠得到清晰、準(zhǔn)確、有效的鏡面目標(biāo)三維輪廓圖像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法流程示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)提取原理示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的鏡面目標(biāo)三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]如圖1所示，為本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法流程示意圖。本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法主要包括鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)提取和鏡面目標(biāo)三維輪廓重構(gòu)兩個(gè)過程。如圖2所示，為本發(fā)明的鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)提取原理示意圖。如圖3所示，為本發(fā)明的鏡面目標(biāo)三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、采集單元和光源單元。采集單元包括三臺(tái)CCD像機(jī)，用于采集鏡面目標(biāo)反射的光學(xué)信號(hào)，三臺(tái)CCD像機(jī)分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有線連接。光源單元包括三臺(tái)激光器，用于為本發(fā)明的鏡面目標(biāo)三維輪廓測(cè)量系統(tǒng)提供光源，三臺(tái)激光器分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有線連接。三臺(tái)激光器發(fā)出的線型激光位于同一平面內(nèi)，保證獲取準(zhǔn)確的鏡面目標(biāo)輪廓線，提高本發(fā)明的鏡面目標(biāo)三維輪廓測(cè)量方法的測(cè)量精度。本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法具體包括以下步驟:
[0026]S1.利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出脈沖調(diào)制信號(hào)對(duì)激光器進(jìn)行調(diào)制，激光器輸出線型光束對(duì)鏡面目標(biāo)進(jìn)行照明；同時(shí)利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)CCD圖像傳感器同步采集鏡面目標(biāo)表面的光帶圖像。
[0027]本發(fā)明首先通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)軟件向激光器發(fā)出脈沖調(diào)制信號(hào)，對(duì)激光器進(jìn)行調(diào)制；再由激光器輸出線型光束作為本發(fā)明的光源，對(duì)鏡面目標(biāo)表面進(jìn)行照明。同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)軟件向CCD圖像傳感器發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，CCD圖像傳感器開始同步采集鏡面目標(biāo)表面的光帶圖像。這里的光帶圖像包括鏡面目標(biāo)表面散射到CCD圖像傳感器的激光信號(hào)和鏡面目標(biāo)表面反射到CCD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)。將光帶圖像的灰度表示為Gl (i, j)。
[0028]S2.關(guān)閉激光器，并利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)CCD圖像傳感器同步采集鏡面目標(biāo)表面的干擾圖像。
[0029]由于步驟SI中得到的光帶圖像包括了鏡面目標(biāo)周圍環(huán)境通過鏡面目標(biāo)表面反射到CCD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)，為了排除這些光噪聲信號(hào)對(duì)鏡面目標(biāo)三維輪廓測(cè)量造成的影響，本發(fā)明首先關(guān)閉激光器，停止對(duì)鏡面目標(biāo)表面輸出線型光束；再利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)軟件向CCD圖像傳感器發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，CCD圖像傳感器開始采集鏡面目標(biāo)表面的干擾圖像。這里的干擾圖像包括鏡面目標(biāo)表面反射到CXD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)。將干擾圖像灰度表示為Gb (i，j)。
[0030]S3.對(duì)步驟SI中的光帶圖像和步驟S2中的干擾圖像進(jìn)行反相迭加相關(guān)運(yùn)算，得到鏡面目標(biāo)表面的凈化圖像。
[0031]本發(fā)明通過對(duì)光帶圖像和干擾圖像進(jìn)行反相迭加相關(guān)運(yùn)算，得到鏡面目標(biāo)表面的凈化圖像。凈化圖像消除了鏡面目標(biāo)周圍環(huán)境通過鏡面目標(biāo)表面反射到CCD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)，只包含鏡面目標(biāo)表面散射到CCD圖像傳感器的激光信號(hào)。這里的反相迭加相關(guān)運(yùn)算公式具體為:
[0032]Gn(i, j) = Gl (i, j) cos(<i)L)+Gb (i, j) cos(<i)B)
[0033]其中，(J)b-(J)L= π , ΦΒ為脈沖調(diào)制信號(hào)中干擾圖像的調(diào)制相位，為脈沖調(diào)制信號(hào)中光帶圖像的調(diào)制相位。
[0034]S4.設(shè)定鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，選取N幅鏡面目標(biāo)同一表面位置的凈化圖像進(jìn)行時(shí)域內(nèi)低通濾波處理，得到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和激光光帶灰度圖像，并判斷N是否達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值。
[0035]由于鏡面目標(biāo)表面反射到CCD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)遠(yuǎn)強(qiáng)于鏡面目標(biāo)表面散射到CCD圖像傳感器的激光信號(hào)，因此無法直接提取鏡面目標(biāo)的面形數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過設(shè)定鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，從鏡面目標(biāo)表面的所有凈化圖像中選取N幅鏡面目標(biāo)同一表面位置的凈化圖像，并通過將選取的凈化圖像在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行低通濾波處理，提取得到鏡面目標(biāo)的面形數(shù)據(jù)和激光光帶灰度圖像。為了提取得到完整的鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和激光光帶灰度圖像，本發(fā)明還需要通過判斷N是否達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值來判斷是否提取得到完整的鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和激光光帶灰度圖像。
[0036]S5.若N沒有達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，則返回步驟SI ;gN達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，則對(duì)步驟S4中的激光光帶灰度圖像分別進(jìn)行中值濾波和均值濾波處理。
[0037]本發(fā)明通過對(duì)激光光帶灰度圖像分別進(jìn)行中值濾波和均值濾波處理消除光噪聲信號(hào)對(duì)本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法造成的影響。
[0038]S6.對(duì)步驟S5中處理后的激光光帶灰度圖像進(jìn)行二值化處理，并利用細(xì)化算法提取結(jié)構(gòu)光光條中心。
[0039]本發(fā)明對(duì)二值化處理后的激光光帶灰度圖像采用細(xì)化算法提取激光光帶灰度圖像中單像素寬度的骨架，得到結(jié)構(gòu)光光條中心，這樣可以提高本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法的測(cè)量精度和測(cè)量速度。同時(shí)，判斷二值化處理后的激光光帶灰度圖像是否滿足測(cè)量要求，不斷改變鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值進(jìn)行微調(diào)。
[0040]S7.采用最短對(duì)角線的輪廓線拼接方法對(duì)步驟S4中的鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和步驟S6中的結(jié)構(gòu)光光條中心進(jìn)行處理，重構(gòu)鏡面目標(biāo)的三維表面輪廓，并利用VTK軟件系統(tǒng)顯示鏡面目標(biāo)三維輪廓圖像。
[0041]本發(fā)明的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件是在VC6.0中通過編程實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像和測(cè)量數(shù)據(jù)的讀取、處理和保存。
[0042]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，這里所述的實(shí)施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟: 51.利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出脈沖調(diào)制信號(hào)對(duì)激光器進(jìn)行調(diào)制，激光器輸出線型光束對(duì)鏡面目標(biāo)進(jìn)行照明；同時(shí)利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)CCD圖像傳感器同步采集鏡面目標(biāo)表面的光帶圖像； 52.關(guān)閉激光器，并利用計(jì)算機(jī)軟件發(fā)出觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)CCD圖像傳感器同步采集鏡面目標(biāo)表面的干擾圖像； 53.對(duì)步驟SI中的光帶圖像和步驟S2中的干擾圖像進(jìn)行反相迭加相關(guān)運(yùn)算，得到鏡面目標(biāo)表面的凈化圖像； 54.設(shè)定鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，選取N幅鏡面目標(biāo)同一表面位置的凈化圖像進(jìn)行時(shí)域內(nèi)低通濾波處理，得到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和激光光帶灰度圖像，并判斷N是否達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值； 55.若N沒有達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，則返回步驟SI;SN達(dá)到鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)閾值，則對(duì)步驟S4中的激光光帶灰度圖像分別進(jìn)行中值濾波和均值濾波處理； 56.對(duì)步驟S5中處理后的激光光帶灰度圖像進(jìn)行二值化處理，并利用細(xì)化算法提取結(jié)構(gòu)光光條中心； 57.采用最短對(duì)角線的輪廓線拼接方法對(duì)步驟S4中的鏡面目標(biāo)面形數(shù)據(jù)和步驟S6中的結(jié)構(gòu)光光條中心進(jìn)行處理，重構(gòu)鏡面目標(biāo)的三維表面輪廓，并利用VTK軟件系統(tǒng)顯示鏡面目標(biāo)三維輪廓圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法，其特征在于:所述光帶圖像包括鏡面目標(biāo)表面散射到CCD圖像傳感器的激光信號(hào)和鏡面目標(biāo)表面反射到CCD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法，其特征在于:所述干擾圖像包括鏡面目標(biāo)表面反射到CCD圖像傳感器的光噪聲信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法，其特征在于:所述凈化圖像包括鏡面目標(biāo)表面散射到CCD圖像傳感器的激光信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量方法，其特征在于:所述反相迭加相關(guān)運(yùn)算公式為:
Gn(i, j) = GL(i, j) Cos((J)l)+Gb (i, j)cos(<i)B) 其中，ΦΒ-(Κ= Ji，GL(i，j)為光帶圖像灰度，GB(i，j)為干擾圖像灰度，Gn(i，j)為凈化圖像灰度，ΦΒ為脈沖調(diào)制信號(hào)中干擾圖像的調(diào)制相位，為脈沖調(diào)制信號(hào)中光帶圖像的調(diào)制相位。
6.一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、采集單元和光源單元；所述采集單元包括三臺(tái)CXD像機(jī)，三臺(tái)CXD像機(jī)分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有線連接；所述光源單元包括三臺(tái)激光器，三臺(tái)激光器分別與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有線連接。
7.一種鏡面目標(biāo)輪廓光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述采集單元三臺(tái)激光器發(fā)出的線型激光位于同一平面內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK104266607SQ201410484119
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】余學(xué)才, 王玉杰, 毛康, 紀(jì)國超 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)