一种相位偏折检测方法、系统、电子设备及介质与流程

本技术涉及视觉检测，具体涉及一种相位偏折检测方法、系统、电子设备及介质。

背景技术：

1、随着现代制造业和科技的快速发展，对于产品质量的要求越来越高。特别是在精密工程领域，如航空航天、汽车制造、生物医疗、微电子制造等，对待检测物体的外观轮廓的精确测量和控制变得至关重要。尤其是当涉及到产品的功能性、可靠性以及外观美学时，任何微小的形状和外观轮廓的偏差都可能导致整体性能下降或者功能失效。

2、目前，传统的轮廓测量方法通常采用结构光三维扫描技术通过快速获取物体表面三维信息，以实现对物体表面的无接触式检测，具有检测速度快等优点。但是传统的结构光扫描技术对物体表面缺陷的检测精度较低，无法满足对高精度缺陷检测的需求。

技术实现思路

1、本技术提供了一种相位偏折检测方法、系统、电子设备及介质，具有提高检测产品外观缺陷的准确性的效果。

2、第一方面，本技术提供了一种相位偏折检测方法，包括：

3、获得待检测物体在不同相位的条纹图像下映射得到的倒影图像；

4、确定各所述倒影图像的包裹相位，求解所述包裹相位，得到多个连续的相位点；

5、根据各所述连续相位点以及所述待测物体的目标位置，得到在各所述目标位置下的法向量；

6、根据各所述法向量，确定所述待检测物体的外观轮廓。

7、通过采用上述技术方案，获得不同相位条纹对应的倒影图像，获取充分的图像信息。然后求解各图像的包裹相位，通过连续性分析获取精准的相位点分布，相位点包含了丰富的三维结构细节。接着根据目标的位置，计算每个相位点的法向量，法向量精确表达了三维轮廓的细节几何。最后根据法向量结果来优化重建的表面轮廓，避免了直接拟合带来的误差积累，使得重建轮廓更加顺畅自然。该方案通过相位分析与法向量调整，实现了高精度、高质量的三维形状重建，使重建效果更加准确和光滑，提高了检测产品外观缺陷的准确性。

8、可选的，设置多张不同相位的条纹图像，并通过分光镜将各所述条纹图像投射至所述待检测物体的目标位置；根据预设拍摄角度，采用工业相机对所述待检测物体进行拍摄，得到所述待检测物体在所述不同相位的条纹图像下映射得到的所述倒影图像。

9、通过采用上述技术方案，通过设置多张不同相位的条纹图案图像，可以从不同方向对物体进行照射。使用分光镜将不同相位条纹有顺序地投射到物体表面。改变相机的拍摄角度，按照预设轨迹对物体进行多角度拍摄。这样可以获得物体在不同方向、不同相位条纹下的多组图像信息。通过处理这些多角度的条纹图像，可以全面地采集物体三维形状，并构建精确的三维模型。因此，该方案实现了对物体进行更全面、无死角的三维扫描，可获取更丰富的表面细节，进一步提升了结构测量的精度。

10、可选的，联立各所述倒影图像在同一像素的亮度方程，并求解所述亮度方程，得到所述包裹相位；确定所述包裹相位中各相邻像素的相位差，并根据所述相位差，计算解包值；若所述解包值未超出标准解包值范围，则将所述解包值对应的相邻像素作为各所述连续的相位点。

11、通过采用上述技术方案，联立多个倒影图像在同一像素位置的亮度方程组，综合各图像信息来准确求解每个像素的包裹相位。然后计算相邻像素之间的相位差，如果相位差在可接受范围内，说明相位连续，该点就可保留为有效相位点。通过设置阈值判断相位连续性，可以有效过滤由噪声或误差导致的失真相位点。最终，经过连续性校验的相位解包结果对应的像素点，就是精准连续的有效相位分布。该技术方案中，通过联立方程组提高求解相位的准确度，并采用相位差判断的方式校验解包质量，确保获得连续精准的相位结果，达到了提高计算相位可靠性。

12、可选的，获取相位周期、相位起始点坐标以及镜头标定参数，并根据所述相位周期、所述相位起始点坐标、以及所述镜头标定参数，确定目标参数；根据所述目标参数和所述待测物体的目标位置，确定参考平面位置；根据所述相位点的位置和所述参考平面的位置，确定目标距离，并根据素数目标距离，确定目标梯度；根据所述目标梯度，确定所述法向量。

13、通过采用上述技术方案，获取相位信息、相机参数等先验数据，并根据这些已知数据确定目标参数和参考平面，建立统一的坐标系统。然后基于目标的位置，计算每个相位点到参考平面的距离，距离计算可以直接反映三维结构，避免法线拟合的误差积累。通过分析点到平面的距离分布情况，可以精确求取每个点的法线方向。这样得到的法向结果避免了法线拟合误差的累积，提供了精确可靠的表面法向量信息。该技术方案中，通过构建坐标和距离计算实现了高精度的法向量获取，为后续的三维重建与建模提供了精确的表面细节数据，达到了提升重建质量的效果。

14、可选的，获取所述待检测物体的初始表面轮廓；根据各所述法向量，确定所述初始表面轮廓中各像素位置的差异向量；对各所述差异向量进行积分，得到调整量；根据所述调整量，调整所述初始表面轮廓，得到所述待检测物体的外观轮廓。

15、通过采用上述技术方案，获取被检测物体的初始轮廓作为基础。然后计算每个轮廓点的法向量差作为调整向量，通过对调整向量进行积分可以获得平滑连续的像素调整量。相较于直接拟合，积分可综合考虑局部和整体形状特征。接着，根据积分得到的调整量来优化初始轮廓，实现精确自然的轮廓表达。这种积分调整轮廓的技术可以避免直接拟合带来的轮廓振铃现象，获得光滑准确的轮廓。这样优化得到的精细轮廓为后续建模分析提供了高质量的外形表达。总体上，该可选方案通过积分调整实现了高精度的轮廓优化，使重建效果更加准确自然，达到了提升重建与建模质量的效果。

16、可选的，获取环境光照强度和所述待检测物体的表面颜色和物体大小；根据所述光照强度和所述待检测物体的表面颜色，确定所述条纹图像的条纹颜色；根据所述物体大小，确定所述条纹图像的条纹宽度；根据所述条纹颜色和所述条纹宽度，生成所述条纹图像。

17、通过采用上述技术方案，根据环境光线条件和物体表面材质，确定合适的条纹颜色。根据物体大小选择适当的条纹宽度，以保证扫描分辨率。根据确定的颜色与宽度生成相应的条纹图案。使用优化的条纹参数进行三维扫描，可以获得清晰的条纹图像。通过这种方式，针对场景和物体调节条纹，可以提高条纹的对比度和识别度。因此，该方案提高了三维扫描的效果和精度，使得后续的结构提取更加准确。

18、可选的，根据所述待检测物体的外观轮廓和标准外观轮廓，确定所述外观轮廓中各区域的轮廓弯曲度；若各所述区域中目标区域的所述轮廓弯曲度大于预设弯曲度，则将所述目标区域作为缺陷区域，并根据所述缺陷区域的轮廓特征，确定缺陷检测类型。

19、通过采用上述技术方案，计算得到物体实际外形轮廓的曲率信息。将实际轮廓与标准轮廓进行对比，判断曲率偏差。当局部区域的曲率明显大于阈值时，判定为缺陷区域。根据缺陷区域的轮廓特征，自动识别缺陷类别。通过这种方式，可以自动化进行缺陷的检测与分类。该方案实现了对产品质量问题的快速定位，提高了检测效率，降低了人工判断成本。

20、在本技术的第二方面提供了一种相位偏折检测方法的系统。

21、图像获取模块，用于获得待检测物体在不同相位的条纹图像下映射得到的倒影图像；

22、图像处理模块，用于确定各所述倒影图像的包裹相位，求解所述包裹相位，得到多个连续的相位点；

23、法向量计算模块，用于根据各所述连续相位点以及所述待测物体的目标位置，得到在各所述目标位置下的法向量；

24、外观检测模块，用于根据各所述法向量，确定所述待检测物体的外观轮廓。

25、在本技术的第三方面提供了一种电子设备。

26、一种相位偏折检测系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现一种相位偏折检测方法。

27、在本技术的第四方面提供了一种计算机可读存储介质。

28、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现一种相位偏折检测方法。

29、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

30、1、本技术通过获得不同相位条纹对应的倒影图像，获取充分的图像信息。然后求解各图像的包裹相位，通过连续性分析获取精准的相位点分布，相位点包含了丰富的三维结构细节。接着根据目标的位置，计算每个相位点的法向量，法向量精确表达了三维轮廓的细节几何。最后根据法向量结果来优化重建的表面轮廓，避免了直接拟合带来的误差积累，使得重建轮廓更加顺畅自然。该方案通过相位分析与法向量调整，实现了高精度、高质量的三维形状重建，使重建效果更加准确和光滑，提高了检测产品外观缺陷的准确性。

31、2、本技术通过获取影响法线计算的参数，包括相位周期、初始坐标和镜头标定参数。根据这些参数和物体的位置，确定计算法向量的参考平面。计算每个采样点到参考平面的距离，得到目标距离。根据目标距离导出法向量的大小和方向，即目标梯度。根据法向量梯度计算出每个采样点的精确法向量。通过这种方式，考虑了各种关键影响因素，实现了法向量的准确计算。该方案提高了法向量提取的精度。

32、3、本技术通过获取被检测物体的初始轮廓作为基础。然后计算每个轮廓点的法向量差作为调整向量，通过对调整向量进行积分可以获得平滑连续的像素调整量。相较于直接拟合，积分可综合考虑局部和整体形状特征。接着，根据积分得到的调整量来优化初始轮廓，实现精确自然的轮廓表达。这种积分调整轮廓的技术可以避免直接拟合带来的轮廓振铃现象，获得光滑准确的轮廓。这样优化得到的精细轮廓为后续建模分析提供了高质量的外形表达。总体上，该方案通过积分调整实现了高精度的轮廓优化，使重建效果更加准确自然，达到了提升重建与建模质量的效果。