三维轮廓检测及重构技术是计算机图像处理技术的一个分支,是一种非接触性的快速获取三维物体轮廓的技术。工业检测是工业领域中检查设备状况的惯用方式,测量是常用操作之一,为了确保测量的准确性,三维轮廓检测及其重构技术发挥了重要的作用。本文以工业内窥镜为例介绍三维轮廓检测及重构技术在工业检测领域的应用。
三维轮廓检测及重构技术的核心是投影光栅法。原理是这样的:1. 向被测物体表面透射光栅上;2.因为物体表面凹凸等状况,投射光栅在其表面反射变形条纹,其中携带了物体表面轮廓的三维信息;3.由摄像装置捕获携带条纹信息的影像,并利用相应的数学转换模型和重构算法对物体的轮廓进行重构,从而得到被测物体表面的三维轮廓数据信息。
三维轮廓检测及重构技术在生产自动化、机器人视觉、CAD、虚拟现实和医学映像诊断等领域都有着广泛应用,同样,在工业检测领域也有很多应用。工业内窥镜是一种无损检测仪器,主要用途是检测设备内部的缺陷,并针对发现的缺陷进行测量。
应用于工业内窥镜的测量技术有多种,而基于三维轮廓检测及重构技术的相位扫描三维立体测量技术是其中的佼佼者,能够提供比其他测量方法更便捷、更精准的测量结果。具体测量时,工业内窥镜的相位扫描三维立体测量镜头向缺陷所在区域投射光栅,并由探头内置的CCD捕获反射回来的条纹影像,随后采用三维轮廓检测及重构技术得到被检区域表面上的相位,再运用相位高度转换算法,最终得到缺陷所在区域的三维数据信息,并可以以三维立体影像的形式呈现在显示屏上。
三维轮廓检测及重构技术应用于工业内窥镜检测所带来的好处是:传统二维空间的缺陷测量,往往会因为视觉误差导致选点错误以至测量不准确,而三维轮廓检测及重构技术,给用户提供了一种在三维空间测量的机会,多角度的立体观察,消除了视觉误差可能引入的错误,有助于得到更为准确的结果。
下图是韦林工业内窥镜提供的相位扫描三维立体测量技术的示意图,采用这种技术测量凹坑深度更为准确。
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