一种基于相位偏折的曲面检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相位偏折的曲面检测方法，属于光学检测技术领域。包括如下步骤：搭建多个CCD相机、显示屏，然后将待检测曲面固定于固定工位上；显示屏在运动装置的牵引下运动至预定位置，显示屏根据CCD相机的拍摄频率播放按预定相位移动的正弦或余弦条纹；通过CCD相机记录待测试曲面反射条纹的图像；利用移相方法解相位，并进行相位解包裹；将相位分布转化为位置坐标分布，将位置坐标转化为倾斜角度分布，最后将倾斜角度分布合成为三维面型分布。本发明专利技术通过多个CCD相机从同角度获得待检测曲面玻璃两侧的畸变图像，更全面的获取曲面玻璃的数据，然后通过图像拼接，实现大面积被测物一次被准确测量。被测物一次被准确测量。被测物一次被准确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位偏折的曲面检测方法


[0001]本专利技术属于光学检测
，尤其是一种基于相位偏折的曲面检测方法。

技术介绍

[0002]在玻璃的检测领域，尤其是汽车玻璃的检测方面，如汽车天窗，其表面为三维曲面玻璃，为了确保能够生产出合格的汽车天窗，在天窗生产出后就需要有检测设备对其进行检测，因此其检测过程不同一样采用高清相机或激光传感器进行检测。
[0003]现有曲面检测方法更多的采用接触式检查方法，通过将汽车天窗固定，然后通过若干个升降柱，获得汽车玻璃上多个若干个点的位置，若均符合设计要求，即认为是合成产品。很明显，上述测量装置仅能够用于检测汽车玻璃的表面面型是否符合设计要求，无法获取汽车玻璃的曲面数据的分布情况。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供一种基于相位偏折的曲面检测方法，以解决
技术介绍
所涉及的问题。
[0005]本专利技术提供一种基于相位偏折的曲面检测方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1、搭建CCD相机、显示屏，然后将待检测曲面固定于固定工位上；
[0007]步骤2、显示屏在运动装置的牵引下运动至预定位置，显示屏根据CCD相机的拍摄频率播放按预定相位移动的正弦或余弦条纹；
[0008]步骤3、通过CCD相机记录待测试曲面反射条纹的图像；
[0009]步骤4、利用移相方法解相位，并进行相位解包裹；
[0010]步骤5、将相位分布转化为位置坐标分布，将位置坐标转化为倾斜角度分布，最后将倾斜角度分布合成为三维面型分布。
[0011]优选地或可选地，所述正弦或余弦条纹包括横向条纹和纵向条纹，且所述横向条纹和纵向条纹的相位变化图像至少为三个。
[0012]优选地或可选地，所述正弦或余弦条纹的相位变化角度的取值范围为π/8～π/2。
[0013]优选地或可选地，所述正弦或余弦条纹的相位角度分别为0、π/2、π、3π/2、2π，对应有五组正弦或余弦条纹，分别记做I1、I2、I3、I4、I5；
[0014]利用相移公式
[0015][0016]得到相位图像Φ(x,y)。
[0017]优选地或可选地，所述相位解包裹包括如下步骤：
[0018]以条纹中心作为起始点，进行相位解包裹；
[0019]判断相邻两个像素条纹之间的相位差是否大于π,若是，沿着轨迹追迹；反之，平移2π个平移单位，以满足要求；
[0020]合成得到三维面型点图。
[0021]优选地或可选地，所述CCD相机设置有至少两组，且所述CCD相机分别与所述显示屏形成不同的反射光路能完全铺满所述待检测曲面。
[0022]优选地或可选地，在所述待检测曲面上设置有多个标记点。
[0023]优选地或可选地，所述方法还包括如下步骤：
[0024]步骤6、旋转待检测曲面，对待检测曲面的不同位置处进行测量，保证相邻的两个待检测区域之间存在重叠；
[0025]步骤7、重复步骤2至5，对每个测量区域进行计算，得到每个测量区域的三维面型分布以及标记点的位置；
[0026]步骤8、对标记点进行匹配，将多个测量区域数据统一到相同坐标系下，得到待检测曲面的三维面型分布。
[0027]优选地或可选地，所述方法还包括如下步骤：
[0028]步骤9、获得相邻两个检测区域的重叠区域，然后对重叠区域进行配准，得到平移参数和旋转参数；
[0029]步骤10、将其中一个检测区域作为待变换区域，将该变换区域的三维分布的点集进行平移和旋转参数变换，得到该变换区域的三维面型分布的新点集；
[0030]步骤11、判断该变换区域的新点集与三维分布的点集的平均距离小于阈值，若是则停止迭代计算，得到待检测曲面的三维面型分布；否则该变换区域的三维面型分布的新点集作为新的带变化区域继续迭代。
[0031]本专利技术涉及一种基于相位偏折的曲面检测方法，相较于现有技术，具有如下有益效果：
[0032]1、通过显示屏发射正弦或余弦条纹，投影至待检测曲面上，经过待检测曲面的反射、畸变，CCD相机采集畸变图像，经过解算复原曲面工件的表面面型数据，获得待检测曲面的三维分布，进而实现对工件缺陷的检测，提高了曲面工件的检测效率；
[0033]2、通过设置多组探测器，与所述显示屏形成不同的反射光路至少铺满所述待检测玻璃，所述CCD相机从同角度获得待检测曲面玻璃的畸变图像，更全面的获取曲面玻璃的数据，实现大面积被测物一次被准确测量；由于获得的反射图像为相同时间的在不同检测区域的图像，不存在运动误差、显示器图像变化的波动误差等因素的干扰，大大的提高了检测精度和检测效率；而且极大的方便后期拼接处理。
[0034]3、通过采用五步相移法进行解相位，不仅可以有效的抑制CCD相机二次非线性响应的影响，而且可以抑制相移误差对精度的影响，提高了曲面的检测精度。
[0035]4、通过设置多个标记点，参与到图像拼接的计算中，可以快速的将相邻检测区域的位置进行确定，降低了重叠区域的获取难度。
[0036]5、通过标记点辅助确定对相邻检测区域的重叠区域，然后针对重叠区域进行配准，实现对检测区域的精拼接，降低了拼接的计算难度，进而提高了检测效率。
附图说明
[0037]图1是本专利技术的位置示意图。
[0038]图2是本专利技术中一个优选的正弦条纹形状示意图。
[0039]图3是本专利技术中另一个优选的正弦条纹形状示意图。
[0040]图4是本专利技术的格雷码条纹的形状示意图。
[0041]图5是本专利技术中一个优选检测方法的流程图。
[0042]图6是本专利技术中另一个优选的检测方法的流程图。
[0043]附图标记为：CCD相机1、显示屏2、固定工位3。
具体实施方式
[0044]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0045]参阅附图1至6，一种基于相位偏折的曲面检测方法，包括如下步骤：
[0046]S100、搭建CCD相机、显示屏，然后将待检测曲面固定于固定工位上。
[0047]具体地，参阅附图1，所述CCD相机和显示屏通过机械臂或三坐标测量机分别安装在待检测曲面的两侧。为了保证所采集的图像的分辨率，所述CCD相机选用500万像素的黑白工业相机。所述显示屏为LCD液晶屏，通过计算机编程可实现图像变化，生成正弦或余弦条纹等编码图像；通过机械臂调整CCD相机和显示屏位置和实现对焦，形成反射光路。当待检测曲面的曲率过大时，单个CCD相机难以获得完整的待检测曲面的完整的反射图像，因此在本实施例中，所述CCD相机设置有至少两组，分别位于所述CCD相机中心点与待检测曲面中心点连接线的两侧。通过多个CCD相机从同角度获得待检测曲面玻璃两侧的畸变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相位偏折的曲面检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、搭建CCD相机、显示屏，然后将待检测曲面固定于固定工位上；步骤2、显示屏在运动装置的牵引下运动至预定位置，显示屏根据CCD相机的拍摄频率播放按预定相位移动的正弦或余弦条纹；步骤3、通过CCD相机记录待测试曲面反射条纹的图像；步骤4、利用移相方法解相位，并进行相位解包裹；步骤5、将相位分布转化为位置坐标分布，将位置坐标转化为倾斜角度分布，最后将倾斜角度分布合成为三维面型分布。2.根据权利要求1所述的基于相位偏折的曲面检测方法，其特征在于，所述正弦或余弦条纹包括横向条纹和纵向条纹，且所述横向条纹和纵向条纹的相位变化图像至少为三个。3.根据权利要求2所述的基于相位偏折的曲面检测方法，其特征在于，所述正弦或余弦条纹的相位变化角度的取值范围为π/8～π/2。4.根据权利要求3所述的基于相位偏折的曲面检测方法，其特征在于，所述正弦或余弦条纹的相位角度分别为0、π/2、π、3π/2、2π，对应有五组正弦或余弦条纹，分别记做I1、I2、I3、I4、I5；利用相移公式得到相位图像Φ(x,y)。5.根据权利要求4所述的基于相位偏折的曲面检测方法，其特征在于，所述相位解包裹包括如下步骤：以条纹中心作为起始点，进行相位解包裹；判断相邻两个像素条纹之间的相位差是否大于π,若是，沿着轨迹追迹；反之，平移2π个平移单位，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿婷，
申请(专利权)人：领先光学技术江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：