一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，包括检测载体、信息获取模块和信息处理模块，本发明专利技术信息处理模块的中央控制器，对激光扫描仪，摄影机，检测台实时精确控制，对待检测物件进行信息预获取，获取所述待检测物件的尺寸信息和质量信息，同时，计算待检测物件的检测等级F，根据检测等级F调整缺陷检测过程中的缺陷对比阙置，调整检测台转速，确保激光扫描仪对待检测物件外形轮廓信息获取的完整度，减少因为待检测物件的差异对检测结果造成的误差，提高获取信息的精确度和完整度，本发明专利技术进行缺陷检测时全程由中央处理器进行计算，通过坐标运算检测缺陷，更为精确，可靠，结合上述方法，确保了检测结果的精确，可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统
本专利
为检测领域，具体为一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统。
技术介绍
随着技术水平的进步，各个工业领域对零件、工件、产品的质量和精度越来越高，因此，质量检测以及成为了一个必不可少的过程，对于很多工业领域，其生成的产品质量检测多采用人力检测，使用人的肉眼去辨别缺陷，部分采用检查装置或系统对产品进行检测，但是还存在以下问题：1、传统的人力检测受到人为因素的影响，且检测精度不高；2、传统的检测装置或系统没有对检测过程实时自动化控制，没有根据待检测物件自身的差异调整检测过程中的参数，易出现误差；3、传统的检测装置对于高精密物件的检测对检测环境要求较高，例如，部分采用结构光摄影机建模的检测装置需对检测物件周围的光线有严格的控制，待检测物件反光可能会遮盖缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于部分的解决上述问题，为此本专利技术提供一种基于激光扫描成像的3D高精密检测，其包括：检测载体，其包括一用以装载检测装置的检测箱体，所述检测箱体内设置有两个检测台，包括第一检测台以及第二检测台，两个检测台均用以承载待检测物件，其表面均设置有重力传感器，用以测量所述待检测物件的重量，两检测台均与电机相连接，以使两个检测台在电机驱动下带动所述待检测物件旋转，所述检测箱体底部设置有导轨，所述导轨上设置有一伸缩支架，以使所述伸缩支架沿导轨滑动，所述检测箱体外壁设置有显示器，用以实时显示待检测物件的检测信息以及缺陷检测结果；信息获取模块，其包括一激光扫描仪以及摄影机，所述激光扫描仪用以获取待检测物件的外形轮廓信息，所述激光扫描仪设置在所述伸缩支架上以使所述激光扫描仪随时调整位置，所述摄影机设置在所述检测箱体内壁上；信息处理模块，其包括一设置在所述检测箱体外侧的中央处理器，所述中央处理器与所述激光扫描仪、电机、重力传感器、伸缩支架以及摄影机相连接并完成数据交换，其实时控制所述激光扫描仪、电机、伸缩支架以及摄影机，所述中央处理器控制激光扫描仪的启动或停止，通过控制电机的运转速率控制所述检测台在平面内转动，控制所述伸缩支架的伸缩长度以及伸缩支架在导轨所处的位置；当所述待检测物件放置在任意检测台上时，所述中央处理器控制所述摄影机启动，对所述待检测物件进行信息预采集，获取所述待检测物件的高度H、平均宽度B以及质量M，判定所述待检测物件的检测等级F；当所述信息预采集结束后开始正式检测，所述中央处理器根据所述检测等级F以及待检测物件的数量调整电机的功率控制所述第一检测台或/和第二检测台的旋转速度，同时，控制所述激光扫描仪调整至预设位置对所述待检测物件进行激光扫描，获取所述待检测物件的外形轮廓信息，根据所述待检测物件的外形轮廓信息实时建立所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)，并根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置；所述中央处理器，其包括信息反馈单元，所述信息反馈单元判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度，并根据所述信息完整度调整激光扫描仪在所述导轨的位置以及所述激光扫描仪角度，对所述待检测物件进行二次扫描，以获取所述待检测物件完整的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)。进一步地、所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，通过第一摄影机、第二摄影机，以及第三摄影机拍摄所述待检测物件的左视图A1、右视图A2以及正视图A2，对于任意视图Ai，i=1,2,3，所述中央处理器提取所述待检测物件的二维轮廓信息，判定所述待检测物件的最大高度H，计算该视图Ai内的待检测物件轮廓的平均宽度Bi，进而，通过以下公式计算待检测物件的平均宽度B，其中，B1表示待检测物件左视图轮廓的平均宽度，B2表示待检测物件右视图轮廓的平均宽度，B3表示待检测物件正视图轮廓的平均宽度。进一步地、所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，根据以下公式计算所述待检测物件的检测参数F0，其中，M表示待检测物件质量，H表示待检测物件高度，B表示待检测物件平均宽度，表示参数，其为预设值；所述中央处理器内预设有对比参数F1和F2，F2>F1,其根据所述检测参数F0与预设对比参数F1和F2判定所述待检测物件的检测等级F，判定时：当F0≤F1时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级；当F1<F0≤F2时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级；当F0时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级。进一步地、所述中央处理器，其内部预设有第一控制矩阵F（U1,U2,U3）其中，Ui表示第i检测功率，i=1,2,3，当所述待检测物件数目为一时，所述中央处理器控制所述电机的功率方法包括：若所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级，所述中央处理器控制对应电机以第1检测功率U1运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；若所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第2检测功率U2运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；若所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第3检测功率U3运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转。进一步地、所述中央处理器，其控制所述电机功率时，当所述待检测物件的数目为二，所述中央处理器按照以下公式计算所述待检测物件的检测参数差值C，其中：表示第一检测物件检测参数，表示第二检测物件检测参数；同时，所述中央处理器计算所述待检测物件的检测等级之和D。进一步地、所述中央处理器，其内部预设有第二控制矩阵Y(Y1,Y2,Y3,Y4,Y5),其中，Yi表示第二控制矩阵第i控制参数，Yi随i增大而减小,i=1,2，3,4，5；所述中央处理器根据所述检测等级之和D以及所述参数差值C确定第一检测台以及第二检测台对应的电机运转速率；当所述待检测物件的检测等级之和D=2时，所述中央处理器控制所述第一检测台以及第二检测台对应的电机均以Y1功率运行；当所述待检测物件的检测等级之和D=3时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y2功率运行，对应的，另一电机以Y2-y0×C×1.1功率运行，其中，y0为转换系数，其为预设值；当所述待检测物件的检测等级之和D=4时，若所述待检测物件的检测等级F均为所述第二检测等级时，所述中央处理器控制所有电机均以Y3功率运行带动所述第一检测台以及第二检测台旋转；若所述待检测物件的检测等级F不全为第二等级时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y3功率运行，对应的，另一电机以Y3-y0×C×1.15功率运行；当所述待检测物件的检测等级之和D=5时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第二检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y4功率运行，对应的，另一电机以Y3-y0×C×1.2功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，包括：/n检测载体，其包括一用以装载检测装置的检测箱体，所述检测箱体内设置有两个检测台，包括第一检测台以及第二检测台，两个检测台均用以承载待检测物件，两个检测台表面均设置有重力传感器，用以测量所述待检测物件的重量，两个检测台均与电机相连接，以使两个检测台在电机驱动下带动所述待检测物件旋转，所述检测箱体底部设置有导轨，所述导轨上设置有一伸缩支架，以使所述伸缩支架沿导轨滑动，所述检测箱体外壁设置有显示器，用以实时显示待检测物件的检测信息以及缺陷检测结果；/n信息获取模块，其包括一激光扫描仪以及摄影机，所述激光扫描仪用以获取待检测物件的外形轮廓信息，所述激光扫描仪设置在所述伸缩支架上以使所述激光扫描仪随时调整高度，所述摄影机设置在所述检测箱体内壁上；/n信息处理模块，其包括一设置在所述检测箱体外侧的中央处理器，所述中央处理器与所述激光扫描仪、电机、重力传感器、伸缩支架以及摄影机相连接并完成数据交换，其实时控制所述激光扫描仪、电机、伸缩支架以及摄影机，当所述待检测物件放置在任意检测台上时，所述中央处理器控制所述摄影机启动，对所述待检测物件进行信息预采集，获取所述待检测物件的高度H、平均宽度B以及质量M，判定所述待检测物件的检测等级F；当所述信息预采集结束后开始正式检测，所述中央处理器根据所述检测等级F以及待检测物件的数量调整电机的功率控制第一检测台或/和第二检测台的旋转速度，同时，控制所述激光扫描仪调整至预设位置对所述待检测物件进行激光扫描，获取所述待检测物件的外形轮廓信息，根据所述待检测物件的外形轮廓信息实时建立所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)，并根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置；/n所述中央处理器，其包括信息反馈单元，所述信息反馈单元判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度，并根据所述信息完整度调整激光扫描仪在所述导轨的位置以及所述激光扫描仪角度，对所述待检测物件进行二次扫描，以获取所述待检测物件完整的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，包括：
检测载体，其包括一用以装载检测装置的检测箱体，所述检测箱体内设置有两个检测台，包括第一检测台以及第二检测台，两个检测台均用以承载待检测物件，两个检测台表面均设置有重力传感器，用以测量所述待检测物件的重量，两个检测台均与电机相连接，以使两个检测台在电机驱动下带动所述待检测物件旋转，所述检测箱体底部设置有导轨，所述导轨上设置有一伸缩支架，以使所述伸缩支架沿导轨滑动，所述检测箱体外壁设置有显示器，用以实时显示待检测物件的检测信息以及缺陷检测结果；
信息获取模块，其包括一激光扫描仪以及摄影机，所述激光扫描仪用以获取待检测物件的外形轮廓信息，所述激光扫描仪设置在所述伸缩支架上以使所述激光扫描仪随时调整高度，所述摄影机设置在所述检测箱体内壁上；
信息处理模块，其包括一设置在所述检测箱体外侧的中央处理器，所述中央处理器与所述激光扫描仪、电机、重力传感器、伸缩支架以及摄影机相连接并完成数据交换，其实时控制所述激光扫描仪、电机、伸缩支架以及摄影机，当所述待检测物件放置在任意检测台上时，所述中央处理器控制所述摄影机启动，对所述待检测物件进行信息预采集，获取所述待检测物件的高度H、平均宽度B以及质量M，判定所述待检测物件的检测等级F；当所述信息预采集结束后开始正式检测，所述中央处理器根据所述检测等级F以及待检测物件的数量调整电机的功率控制第一检测台或/和第二检测台的旋转速度，同时，控制所述激光扫描仪调整至预设位置对所述待检测物件进行激光扫描，获取所述待检测物件的外形轮廓信息，根据所述待检测物件的外形轮廓信息实时建立所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)，并根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置；
所述中央处理器，其包括信息反馈单元，所述信息反馈单元判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度，并根据所述信息完整度调整激光扫描仪在所述导轨的位置以及所述激光扫描仪角度，对所述待检测物件进行二次扫描，以获取所述待检测物件完整的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)。


2.根据权利要求1所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，根据以下公式计算所述待检测物件的检测参数F0，



其中，M表示待检测物件质量，H表示待检测物件高度，B表示待检测物件平均宽度，表示参数，其为预设值；所述中央处理器内预设有对比参数F1和F2，F2>F1,其根据所述检测参数F0与预设对比参数F1和F2判定所述待检测物件的检测等级F，判定时：
当F0≤F1时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级；
当F1<F0≤F2时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级；
当F0时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级。


3.根据权利要求2所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其内部预设有第一控制矩阵F（U1,U2,U3），其中，Ui表示第i检测功率，i=1,2,3，当所述待检测物件数目为一时，所述中央处理器控制所述电机的功率方法包括；
若所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级，所述中央处理器控制对应电机以第1检测功率U1运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；
若所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第2检测功率U2运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；
若所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第3检测功率U3运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转。


4.根据权利要求2所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其控制所述电机功率时，当所述待检测物件的数目为二，所述中央处理器按照以下公式计算所述待检测物件的检测参数差值C，



其中：表示第一检测物件检测参数，表示第二检测物件检测参数；
同时，所述中央处理器计算所述待检测物件的检测等级之和D。


5.根据权利要求4所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其内部预设有第二控制矩阵Y(Y1,Y2,Y3,Y4,Y5),其中，Yi表示第二控制矩阵第i控制参数，Yi随i增大而减小,i=1,2，3,4，5；所述中央处理器根据所述检测等级之和D以及所述参数差值C确定第一检测台以及第二检测台对应的电机运转速率，其中：
当所述待检测物件的检测等级之和D=2时，所述中央处理器控制所述第一检测台以及第二检测台对应的电机均以Y1功率运行；
当所述待检测物件的检测等级之和D=3时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y2功率运行，对应的，另一电机以Y2-y0×C×1.1功率运行，其中，y0为转换系数，其为预设值...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振亭，籍永强，
申请(专利权)人：山东海德智汇智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37