图像测量系统、图像测量方法以及图像测量存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种图像测量系统、一种图像测量方法、一种图像测量程序以及图像测量存储介质。本发明专利技术主要包括以下几个部分：向被测物体投射测量用图形光的图形光投影单元；使用第1焦点距离拍摄被测物体的第1图像、使用和第1焦点距离不同的第2焦点距离拍摄被测物体的第2图像的摄影单元；使用第1图像或第2图像中的一枚或两枚，对被测物体表面的色彩强度变化进行解析，进而检测出被测物体表面存在的没有立体形状变化的二维缺陷的二维缺陷检出单元；使用第1图像或第2图像中的一枚或两枚，对被被测物体表面所反射的测量用图形光的强度变化进行解析，进而检测出被测物体表面存在的伴随着立体形状变化的三维缺陷的三维缺陷检出单元。体形状变化的三维缺陷的三维缺陷检出单元。体形状变化的三维缺陷的三维缺陷检出单元。

【技术实现步骤摘要】
图像测量系统、图像测量方法以及图像测量存储介质


[0001]本专利技术涉及一种能够同时检测出被测物体表面存在的没有立体形状变化的二维缺陷和伴随着立体形状变化的三维缺陷的图像测量系统、图像测量方法、图像测量程序以及图像测量存储介质。

技术介绍

[0002]在汽车车壳、厕所
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洗脸间
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浴室等地方使用的陶瓷制品的质量检测和质量管理等领域，需要可以测量没有立体形状变化的二维缺陷(平面缺陷)的二维测量技术，如车壳表面的划痕、印刷位置的偏离等；也需要测量伴随着立体形状变化的三维缺陷(立体缺陷)的三维测量技术，如凹陷、凸起等。图像测量技术被认为可以用于检测上述各种缺陷。可是，对于像汽车车壳、陶瓷制品这样的被测物体，由于其表面有光泽、具有较强的表面反射特性，在使用图像测量时，被测物体周围的东西很容易通过被测物体的表面反射到相机镜头里、而且还容易出现亮斑，从而使得缺陷检测变得困难。
[0003]常用的三维图像测量技术包括以下几种：基于双目视觉的立体视觉法，利用将图形光投影到被测物体上的图形光投影测量法，调节相机镜头的焦距、在不同的焦距下拍摄多张被测物体照片的镜头焦距调节测量法等。
[0004]立体视觉法是一种被广为使用的三维图像测量方法，但它不擅于测量没有特征的物体、或物体上的没有特征的部分，较难用于测量上述没有立体形状变化的二维缺陷。
[0005]图形光投影测量法是一种高速、高精度的三维形状测量技术，适合于表面形状的测量。可是它较难用于具有表面光泽、表面反射较强的被测物体。同时，图形光投影测量法较难实现二维缺陷和三维缺陷的同时测量。
[0006]镜头焦距调节测量法常用于显微镜观测中，利用多次调节镜头的焦距、在不同的焦距下拍摄物体的显微照片，实现微小物体的二维信息和三维信息的同时测量。然而，为了保证三维信息的测量精度，需要对镜头的焦距进行数十次乃至数百次的调节，并同时拍摄数十枚乃至数百枚的照片，这样重复性的焦距调节和拍照使得测量时间变长。另外，为了实现高精度的测量，需要对镜头的焦点距离进行高精度的调节，使得测量系统的成本变高。
[0007]为了解决上述问题，人们专利技术了具有较强鲁棒性的基于灰色编码图形光投影的三维测量技术(如非专利文献1)、采用3D相机的测量技术(如非专利文献2)等新技术。可是这些技术都很难适用于像汽车车壳那样的具有较强表面反射特性的光泽物体。
[0008]另外，本专利的专利技术人还专利技术了间接图形光投影测量技术，如专利文献1至3所述。这些间接图形光投影测量技术可以实现诸如汽车车壳那样的有较强表面反射特性的光泽物体的图像测量，但是在测量时需要进行4次以上的照片拍摄，所以测量时间仍然较长。这些都是需要进一步改进的问题。现有技术文献专利文献
[0009]【专利文献1】日本特开2010－185820号公报
【专利文献2】日本特开2011－64617号公报【专利文献3】日本特开2013－92465号公报非专利文献
[0010]【非专利文献1】Zhoujie Wu；Wenbo Guo；Chao Zuo；Qican Zhang，“High
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speed three
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dimensional shape measurement based on robust Gray
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code coding strategies”，Proceedings of SPIE，Volume 11205，Page.112052B
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6，2019【非专利文献2】盧存偉；上塘広也；孫可；辻野和弘；長元気，電気学会論文誌C，pp.320
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328，Vol.131，No.2，2011专利技术的内容专利技术要解决的问题
[0011]本专利技术的目的是提供一种图像测量系统、一种图像测量方法、一种图像测量程序和一种图像测量存储介质，它可以同时检测出被测物体表面存在的没有立体形状变化的二维缺陷和伴随着立体形状变化的三维缺陷，它不仅可以用于一般物体的检测，也可以用于诸如汽车车壳、厕所
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洗脸间
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浴室等地方使用的陶瓷制品一类的具有较强的表面反射的被测物体的检测。用于解决问题的方案
[0012]本专利技术的图像测量系统包括测量用图形光生成单元、图形光投影单元、摄影单元、二维缺陷检测单元和三维缺陷检测单元等部分。所述图形光投影单元向被测物体投影测量用图形光。所述摄影单元利用相机拍摄被测物体表面的两枚图像：利用第1焦距拍摄上述被测物体获取第1图像、利用和上述第1焦距不同的第2焦距拍摄所述被测物体获取第2图像。所述二维缺陷检测单元利用上述第1图像和第2图像中的一枚或两枚图像进行图像处理，分析所述被测物体表面的色彩强度变化，进而检测出被测物体表面的二维缺陷。所述三维缺陷检测单元利用上述第1图像和第2图像中的一枚或两枚图像进行图像处理，分析被投影到所述被测物体表面的图形光的变化情况，进而检测出被测物体表面的三维缺陷。
[0013]本专利技术的图像测量方法具有以下特征：它使用投影器向被测物体投影测量用图形光；使用相机，利用第1焦距拍摄上述被测物体获取第1图像、利用和上述第1焦距不同的第2焦距拍摄所述被测物体获取第2图像；使用计算机，利用所述第1图像和第2图像中的一枚或两枚图像进行图像处理，分析所述被测物体表面的色彩强度变化，进而检测出被测物体表面的二维缺陷；使用计算机，利用所述第1图像和第2图像中的一枚或两枚图像进行图像处理，分析被投影到所述被测物体表面的图形光的变化情况，进而检测出被测物体表面的三维缺陷。
[0014]利用这些专利技术，使用在第1焦距所拍摄的被测物体的第1图像及在和上述第1焦距不同的第2焦距所拍摄的被测物体获取的第2图像这两枚图像中的一枚或两枚进行图像处理，分析图像中所述被测物体表面的色彩强度变化即可以检测出被测物体表面的二维缺陷，同时分析图像中被投影到所述被测物体表面的图形光的变化情况又可以检测出被测物体表面的三维缺陷。
[0015]拍摄上述第1图像时，尽可能做到将相机的焦点聚焦在所述被测物体的表面上，以拍摄到所述被测物体的表面清晰、被所述被测物体表面所反射的测量用图形光模糊的图像。拍摄上述第2图像时，尽可能做到将相机的焦点聚焦在测量用图形光的投影面上，以拍
摄到所述测量用图形光清晰、被测物体的表面模糊的图像。
[0016]在拍摄第1图像时尽管也有测量用图形光被投影到被测物体表面，但是由于镜头的焦点被聚焦在被测物体的表面而没有被聚焦在测量用图形光投影面上，所以测量用图形光就被模糊，只有被测物体表面被清晰地拍摄。这样一来，被测物体表面上的诸如划痕、印刷图案异常等没有立体形状变化的二维缺陷就很容易被检测出来。另一方面，在拍摄第2图像时由于将镜头的焦点聚焦在测量用图形光投影面上，这样测量用图形光的反射图像就会被很清晰地拍摄到，而拍摄到的物体的表面将变得模糊。由于测量用图形光的反射图像随着被测物体表面的形状变化而变化，我们就可以通过分析测量用图形光的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像测量系统，包括投影单元、摄影单元、二维缺陷检测单元和三维缺陷检测单元，所述投影单元向被测物体投影测量用图形光，所述摄影单元，利用第1焦距拍摄上述被测物体获取第1图像、利用和上述第1焦距不同的第2焦距拍摄所述被测物体获取第2图像，所述二维缺陷检测单元利用所述第1图像和第2图像中的一枚或两枚图像进行图像处理，分析所述被测物体表面的色彩强度变化，进而检测出被测物体表面的二维缺陷，所述三维缺陷检测单元利用所述第1图像和第2图像中的一枚或两枚图像进行图像处理，分析被投影到所述被测物体表面的测量用图形光的变化情况，进而检出被测物体表面的三维缺陷。2.根据权力要求1所述的图像测量系统，其特征在于：所述二维缺陷检测单元和三维缺陷检测单元所使用的所述第1图像和第2图像，使用同样的测量用图形光，所述测量用图形光由所述投影单元向所述被测物体投射。3.根据权力要求1或2所述的图像测量系统，其特征在于：拍摄所述第1图像时，是将相机的焦点聚焦在所述被测物体的表面上，以拍摄到所述被测物体的表面清晰、被所述被测物体表面所反射的测量用图形光模糊的图像，拍摄所述第2图像时，是将相机的焦点聚焦在测量用图形光的投影面上，所述测量用图形光被所述被测物体的表面所反射，以拍摄到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢存伟，侯阳，
申请(专利权)人：株式会社三D图像研究所，
类型：发明
国别省市：