一种光学测量光洁物体表面形貌的方法与流程

本发明涉及一种光学测量光洁物体表面形貌的方法。

背景技术：

随着计算机技术和光学成像技术的不断发展，用无接触的光学系统检测物体的尺寸已形成必然的技术发展趋势。

如图1所示，在用光学法检测物体的三维尺寸时，常用的方法之一就是人为的产生一束线结构光(光源99)，即光线呈一字线形状输出，这束线结构光打到被测物体96表面时，利用物体表面的散射，由镜头和摄像机98收集散射光的形状，再结合物件的移动，通过记录所有的扫描线的特征并经计算机97处理，重构出被测工件的三维结构。

然而，上述现有技术在测量一些镜面物体时，如透明的玻璃、镜面的金属件或其他材质，当结构光照射到镜面上时，光线遵循反射定律，摄像机在大多数情况下是收不到定向反射的光线的，可见，摄像机获取信息是有所遗漏的，这样也就不能正确测量出被测物体的形貌。

技术实现要素：

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种光学测量光洁物体表面形貌的方法。

为实现以上目的，通过以下技术方案实现：

一种光学测量光洁物体表面形貌的方法，包括以下步骤：

对行进间的被测物进行制冷降温；

使制冷后的所述被测物的表面起雾形成雾面；

对起雾后的被测物的表面进行光照，通过摄像机收集经由所述雾面散射出的光线以形成扫描信息；

将所述扫描信息经由计算机处理后重构出所述被测物的形貌。

优选地，通过设置制冷机以对行进间的所述被测物进行制冷降温。

优选地，通过设置湿度控制器，在制冷后的所述被测物之后形成高湿度区域，以使得所述被测物经过所述高湿度区域后自身表面起雾并形成雾面。

优选地，通过线结构光对起雾后的所述被测物进行光照。

优选地，在进行光照处形成机器视觉检测区，并通过基于机器视觉检测的摄像机收集光照的所述扫描信息。

优选地，在所述机器视觉检测区之后设置加热区域，以对起雾的所述被测物加热进而使所述雾面消失。

优选地，所述加热区域内设有热风机。

本发明的有益效果包括：

本发明利用低温物体表面遇到高湿环境容易形成雾态薄膜的原理，使结构光照射照到雾态薄膜时，确保光能发生散射。利用本技术的方法，可以测量各种光学件的形貌，从而充分克服现有技术的缺失，形成独特的技术优势，且容易实现、成本低。

附图说明

图1为现有线结构光扫描物件装置的结构原理示意图。

图2为本发明光学测量光洁物体表面形貌方法的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

如图2所示，一种光学测量光洁物体表面形貌的方法，包括以下主要的步骤：

a.对行进间的被测物9进行制冷降温；

b.使制冷后的所述被测物9的表面起雾形成雾面；

c.对起雾后的被测物9的表面进行光照，通过摄像机收集经由所述雾面散射出的光线以形成扫描信息；

d.将所述扫描信息经计算处理后重构出所述被测物9的形貌。

在实际操作时，如图2所示，具体的流程如下：

首先，让被测物9体经过一个由制冷机7致冷的区域，使被测物9降温；

然后，随着被测物9的移动，进入到由湿度控制器6所形成的高湿度区域，当温度较低的被测物9行进到高湿度环境时，被测物9表面起雾；

接着，覆盖了一层雾面的被测物9进入到机器视觉检测区间，被线结构光5照射后(图中线结构光5下的点划线为光线扫描区域)，由雾面散射出来的光被摄像机4收集，从而计算出雾面的形貌，该形貌就反映出了被测物9的形貌；较为优选地，该摄像机4为基于机器视觉检测的摄像机。

最后，在获取测量数据之后，被测物9经过一个热风区域，该区域内设有热风机3，使被测物9表面所凝结的雾状水膜消失，又得到与原先相同的被测物9。

以此，通过控制相应的致冷温度和湿度，雾面的状态比较一致，一般来说，雾面本身的厚度在微米量级，远远低于被测物9的测量精度。

在完成上述实施过程后，应能体现出本发明以下特点：

利用本技术的方法，可以测量各种光学件的形貌，如玻璃棱镜的形貌，透镜的形貌，带有弯曲弧度的5g手机后盖玻璃的形貌，还可以测量带有镜面反射的金属件形貌。足见，本技术的方法具有独特的优势，容易实现且成本低。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种光学测量光洁物体表面形貌的方法，包括以下步骤：对行进间的被测物进行制冷降温；使制冷后的所述被测物的表面起雾形成雾面；对起雾后的被测物的表面进行光照，通过摄像机收集经由所述雾面散射出的光线以形成扫描信息；将所述扫描信息经由计算机处理后重构出所述被测物的形貌。本发明利用低温物体表面遇到高湿环境容易形成雾态薄膜的原理，使结构光照射照到雾态薄膜时，确保光能发生散射。

技术研发人员：汤兆胜;尹浩
受保护的技术使用者：江西兆九光电技术有限公司
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.03.19