一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件及方法与流程

本发明涉及光学图像信息提取技术领域，具体涉及一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件及方法。

背景技术：

3d激光扫描仪已经能够方便的解决大部分场景中的快速三维扫描任务，实时获取物体表面精确的三维模型，但是对于一些圆孔的提取与模型的重建可能会面临一些精度难题。

在日常的工作中，难免会碰到一些对物体上圆孔位置以及圆孔大小的扫描及提取任务，但是对于常见的三维扫描过程中，由于圆孔特殊的几何结构，扫描得出的圆孔的模型可能会出现变形、圆孔的直径与实际圆孔的直径不符合等相关精度问题，为后续的其他相关工作造成一定的影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件及方法，可以提高获取圆孔的位置精度以及半径精度。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件，包括安装座和安装在所述安装座上的补光灯和相机，所述相机设有两个，两个所述相机分布在所述补光灯的两侧。

本发明的有益效果是：本发明一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件，在3d激光扫描仪中加入补光灯，在补光灯工作时，同时对圆孔附近进行照亮，增强圆孔附近的几何特性，增强圆孔周围与圆孔内部的色差，为后期经图像处理而获取高精度的圆孔的位置以及半径提供基础。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述补光灯包括灯座和多个led灯，所述灯座上设有灯心，多个所述led灯均匀环绕分布在所述灯心的周围。

进一步，多个所述led灯环绕分布构成的形状为三角形。

基于上述一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件，本发明还提供一种用于测量工件表面圆孔的方法。

一种用于测量工件表面圆孔的方法，包括以下步骤，

s1，对工件表面的圆孔的周围进行补光；

s2，拍摄经补光后的所述圆孔的左、右两张二维图像，并从两张所述二维图像中提取所述圆孔的圆孔模型二维几何信息；

s3，通过坐标转换，将所述圆孔模型二维几何信息配准到三维模型上，获得所述圆孔的位置和半径。

本发明的有益效果是：本发明一种用于测量工件表面圆孔的方法，通过补光灯增强圆孔周围与圆孔内部的色差，在图像中提取圆孔的位置与大小，利用二维高精度的几何信息，进行二、三维数据的配准，弥补三维模型中圆孔几何信息的缺失，实现圆孔三维模型的高精度重建，增加工作效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在所述s1中，具体利用补光灯对工件表面的圆孔的周围进行补光。

进一步，在所述s2中，利用分布在所述补光灯两侧的相机拍摄经补光后的所述圆孔的左、右两张二维图像。

进一步，在所述s2中，通过计算机从两张所述二维图像中提取所述圆孔的圆孔模型二维几何信息；

在所述s3中，在所述计算机中，通过坐标转换，将所述圆孔模型二维几何信息配准到三维模型上，获得所述圆孔的位置和半径。

附图说明

图1为本发明一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件的整体结构示意图；

图2为本发明一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件的局部结构示意图；

图3为利用本发明一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件对工件表面圆孔进行照射的状态图；

图4为本发明一种用于测量工件表面圆孔的方法的流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、安装座，2、补光灯，3、相机，4、工件，5、圆孔，6、光斑。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件，包括安装座1和安装在所述安装座1上的补光灯2和相机3，所述相机3设有两个，两个所述相机3分布在所述补光灯2的两侧。补光灯2用于增强圆孔内、外区域的光谱特性，使圆孔的几何特性更加容易获取。

在本具体实施例中，如图2所示，所述补光灯2包括灯座21和多个led灯22，所述灯座21上设有灯心，多个所述led灯22均匀环绕分布在所述灯心的周围。多个所述led灯22环绕分布构成的形状为三角形，但不限于三角形，led灯22共有九个，在补光灯工作时，九个led灯同时对圆孔附近进行照亮，增强圆孔附近的几何特性。在另外的实施例中，led灯还可以设置为10个或更多等，且多个led灯环绕分布构成的形状还可以为圆形等，led灯的个数和形成的形状可以根据需要选择对应的数量和形状。

图3为利用本发明一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件对工件表面圆孔进行照射的状态图；将补光灯2的光源对准工件4的圆孔5附近，圆孔5的内部与圆孔5的外部呈现不同的反射率，增强圆孔的几何信息；补光灯2打出光在工件4的圆孔5周围形成光斑6，由于光的反射以及吸收特性，圆孔5周围的光被物体反射，圆孔5内部的光被吸收，所以呈现不同的亮度，因此圆孔5的几何特性更加明显，更有利于几何特性的提取。后期利用图像处理方法，将圆孔5的几何特征提取出来与工件的三维模型进行配准，同时结合二维数据与三维数据的优点，得到高精度的圆孔三维模型。

基于上述一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件，本发明还提供一种用于测量工件表面圆孔的方法。

如图4所示，一种用于测量工件表面圆孔的方法，包括以下步骤，

s1，对工件表面的圆孔的周围进行补光；

s2，拍摄经补光后的所述圆孔的左、右两张二维图像，并从两张所述二维图像中提取所述圆孔的圆孔模型二维几何信息；

s3，通过坐标转换，将所述圆孔模型二维几何信息配准到三维模型上，获得所述圆孔的位置和半径。

在本具体实施例中：

在所述s1中，具体利用补光灯对工件表面的圆孔的周围进行补光。

在所述s2中，利用分布在所述补光灯两侧的相机拍摄经补光后的所述圆孔的左、右两张二维图像。

在所述s2中，通过计算机从两张所述二维图像中提取所述圆孔的圆孔模型二维几何信息；在所述s3中，在所述计算机中，通过坐标转换，将所述圆孔模型二维几何信息配准到三维模型上，获得所述圆孔的位置和半径。

本发明一种用于测量工件表面圆孔的方法利用补光灯增强圆孔的几何特性，通过图像处理提取圆孔模型的几何特性，利用二、三维模型，提高圆孔的位置精度以及半径精度的获取，实现对孔位模型的高精度获取，提高工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件及方法，其扫描仪辅助配件包括安装座和安装在所述安装座上的补光灯和相机，所述相机设有两个，两个所述相机对称的分布在所述补光灯的两侧。本发明一种用于测量工件表面圆孔的扫描仪辅助配件，在3D激光扫描仪中加入补光灯，在补光灯工作时，同时对圆孔附近进行照亮，增强圆孔附近的几何特性，增强圆孔周围与圆孔内部的色差，为后期经图像处理而获取高精度的圆孔的位置以及半径提供基础。

技术研发人员：郑顺义;王晓南;成剑华;任关宝
受保护的技术使用者：武汉中观自动化科技有限公司
技术研发日：2018.08.23
技术公布日：2018.12.28