结构光3D测量方案

靠山知识

随着手艺的蓬勃发展,工业自动化检测方案也进一步升级。传统的2D图像剖析手艺主要提取灰度图的特征信息来对物体举行X_Y平面的丈量,在对物体的高度、厚度、曲率、体积等三维参数举行检测往往受到较大限制。为了获取更厚实的物体信息,近年来3D视觉手艺成为业界的关注焦点。常见的3D视觉方案包罗双目立体视觉手艺、时间航行法、激光三角丈量、结构光3D丈量手艺。其中,结构光3D丈量方案较于前两种方案具有快速、高精度等优势,因此也成为工业检测领域所选定的3D检测方案。

方案剖析

结构光3D丈量手艺是一种非接触式自动光学三维丈量手艺,该手艺基本原理是通过投影一束编码光到待测物体外面,当物体外面形貌发生变化时,编码光的漫衍将受到物体高度的调制,再行使相机获取物体外面图像,并对获取的图片举行解调从而恢复包罗物体高度信息的3D形貌。凭据光源的差别,可分为点结构光三角丈量手艺、线结构光光切丈量手艺、面结构空间光调制手艺,其中面结构空间光调制手艺对光源举行面阵编码,在丈量过程中具有大数据数、快速、高精度以及强鲁棒性等优点。

结构光3D检测方案,主要由盘算机、光源、相机三部门组成,如图所示:

结构光3D检测方案

锡膏版的3D重构

光照示意图

实现功效

该方案行使光栅手艺发生正弦条纹光投射至物体外面,实现物体3D形貌重修,到达高度丈量、形貌缺陷检测等目的;通过调整光源的类型和系统参数,可将丈量物体局限从漫反射物体扩展到镜面反射物体,实现镜面物体外面平整度快速、高精度检测。

镜面检测系统示意图

镜面检测效果图

通过栅格结构光倾斜照射在镜面物体外面,遇到不平整的工件外面时,线条会发生弯曲,由于断差栅格线条会发生变形,凭据栅格的弯曲幅度和断裂的量可以盘算工件的升沉和断差。测试效果图如下:

镜面工件外面测试效果图

优势特征

(1)、检测镜面反光质料外面的平整度;

(2)、搭配CCTV镜头或远心镜头使用,栅格线宽和线距为0.05mm*0.05mm,可到达对镜面亚微米级别的检测要求;

(3)、光源类型厚实,包罗二值条纹光、点阵光等,可凭据丈量场景对光源的编码要求举行定制;

(4)、光斑界限清晰,亮度平均,可实现精准照明。

应用领域

(1)、工业领域:产物缺陷检测、外面平整度检测、工业丈量、逆向工程等。例如对硅晶片举行检测和分类;丈量硅片的曲率、镜面;汽车外面喷漆质量检测;检测风力刹车、齿轮、焊缝;航空发动机叶片形貌重构等;

(2)、生物医学领域:牙齿、人体器官3d模子重构等;

(3)、文物保护领域:文物3D信息无损采集,古建筑3D扫描回复、文物数字化保留和展示等;

(4)、娱乐消费领域:3D人脸识别、影视制作、人体3D丈量、虚拟现实、机器人视觉等方面。

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