本發(fā)明屬于焊錫三維表面掃描技術(shù)領(lǐng)域，用雙目激光配合視覺標定提取配準的非接觸三維掃描方法。

背景技術(shù)：

物體幾何尺寸的精密測量在光電檢測技術(shù)中是一個應(yīng)用非常廣泛且實用價值非常高的課題。計算機視覺測量方法具有無接觸、準確度高、數(shù)據(jù)便于處理、易于自動控制等優(yōu)點，因此基于計算機視覺的光電測量方法作為未來生產(chǎn)生活不可缺少的技術(shù)被許多研究者研究。隨著計算機圖像處理的迅速發(fā)展，在精密測量中采用計算機視覺方法相對于純機械方法或者其他光學方法具有操作直觀簡便、適應(yīng)范圍廣、精度高等優(yōu)點，具有很好的應(yīng)用前景，已成為國內(nèi)外研究的熱點。

物體的三維輪廓測量法的用途很廣，可以應(yīng)用在機器人導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航、監(jiān)控制造等行業(yè)。同時在最近幾年興起的計算機虛擬現(xiàn)實，基于圖像的繪制，三維動畫等技術(shù)中都有廣泛應(yīng)用。在對精度要求非常高的SMT行業(yè)，物體的三維輪廓重構(gòu)的實現(xiàn)方法很多，主要包括接觸式和非接觸式兩大類，在非接觸中，光學應(yīng)用最為廣泛。物體三維重構(gòu)的光學方法又可以分為主動視覺和被動視覺兩類?；谥鲃右曈X的非接觸的結(jié)構(gòu)光學以固有的非接觸、易于實現(xiàn)和較高的精度等優(yōu)點，這種方法的特點是測量過程中側(cè)頭不接觸被測表面，且測量速度快，適用于各式軟、硬材料的各種復(fù)雜曲面模型的三維測量。對焊錫的三維重構(gòu)且非接觸測量使得三角法式的結(jié)構(gòu)光法成為使用最為廣泛的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N焊錫三維表面掃描方法，利用兩個高精度激光發(fā)射器、高精度移動平臺和千兆網(wǎng)絡(luò)攝像機構(gòu)成的三維掃描系統(tǒng)，30秒內(nèi)完成整個電路板上所有焊錫的三維立體掃描過程，且誤差在5微米范圍內(nèi)。

為實現(xiàn)上述目的，本申請采用的技術(shù)方案是：一種焊錫三維表面掃描方法，具體包括：

S1、首先讀入圖像，對圖像進行灰度化、高斯濾波處理；

S2、利用模糊算法對圖像上的激光線條進行模糊，使激光線條充實；

S3、再次利用高斯濾波進行處理；

S4、然后銳化，濾除圖像上激光線條邊緣的雜色；

S5、采用極限坐標法在焊錫表面有激光線的每個像素點位置，與激光線垂直方向形成搜索區(qū)域，搜索所有激光白點的像素坐標，進而求出激光白點的中心坐標，此中心坐標就為此像素點的激光線中心坐標；

S6、依次類推，每個時間點把所有激光中心坐標存入文件，當物體離開掃面區(qū)域時，兩道激光線還原成平行直線，掃描自動結(jié)束；讀取文件構(gòu)建三維坐標系，最終形成模擬三維焊錫表面圖。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果：本申請解決了單目場景下的激光平面標定、線條實時高效的提取、三維實時掃描等相關(guān)的技術(shù)難題，本申請30秒內(nèi)完成整個電路板上所有焊錫的三維立體掃描過程，且誤差在5微米范圍內(nèi)。

附圖說明

本發(fā)明共有附圖3幅：

圖1為實施例2裝置的原理示意圖；

圖2為激光線條在焊錫表面形成的斷差數(shù)字圖；

圖3為形成的三維焊錫表面效果模擬圖。

圖中序號說明：1、激光發(fā)射器Ⅰ；2、激光發(fā)射器Ⅱ；3、千兆網(wǎng)絡(luò)攝像機；4、平移臺；5、焊錫。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。

本發(fā)明的一種焊錫三維表面數(shù)據(jù)非接觸掃描方法，以雙激光線式結(jié)構(gòu)光測量為基本模型，展開三維掃描系統(tǒng)的研究，主要研究基于機器視覺配合雙目激光為基本原理的三維掃描系統(tǒng)，進一步獲取焊錫三維表面數(shù)據(jù)。攝像機垂直于平移臺，兩激光發(fā)射器放置在激光兩側(cè)，與攝像機呈45度，電路板隨著平移臺勻速直線運動，電路板上的焊錫經(jīng)過攝像機拍攝領(lǐng)域時，焊錫表面的兩道激光線條會形成斷差，將不同時間點的斷差進行三維數(shù)據(jù)還原，最終得到焊錫三維表面數(shù)據(jù)信息。

在構(gòu)造測量前，用到了一個標定板，此標定板的固定厚度為0.2mm，用于對激光線經(jīng)過有高度的焊錫表面時，會形成激光線條斷差，此斷差值與標定板0.2mm的斷差值進行換算求出此點焊錫的高度。

在焊錫隨著移動平臺勻速前行時，兩個激光發(fā)射器射出的激光線在平臺上形成兩道平行直線，當有焊錫經(jīng)過相機攝像領(lǐng)域時，兩道激光線形成斷差，利用圖像處理算法求出焊錫表面有激光線位置的每個像素點時激光線中心坐標，再求出平臺上有激光線的激光中心坐標，兩坐標差值和時間實時寫入文件，當掃描物體滑出掃描區(qū)域，自動結(jié)束當前掃描。

實施例1

本實施例提供一種焊錫三維表面掃描方法，具體包括：

S1、首先讀入圖像，對圖像進行灰度化、高斯濾波處理；

S2、利用模糊算法對圖像上的激光線條進行模糊，使激光線條充實；

S3、再次利用高斯濾波進行處理；

S4、然后銳化，濾除圖像上激光線條邊緣的雜色；

S5、采用極限坐標法在焊錫表面有激光線的每個像素點位置，與激光線垂直方向形成搜索區(qū)域，搜索所有激光白點的像素坐標，進而求出激光白點的中心坐標，此中心坐標就為此像素點的激光線中心坐標；

S6、依次類推，每個時間點把所有激光中心坐標存入文件，當物體離開掃面區(qū)域時，兩道激光線還原成平行直線，掃描自動結(jié)束；讀取文件構(gòu)建三維坐標系，最終形成模擬三維焊錫表面圖。

實施例2

本實施例提供一種焊錫三維表面掃描裝置，包括：激光發(fā)射器Ⅰ、激光發(fā)射器Ⅱ、千兆網(wǎng)絡(luò)攝像機、平移臺；帶有焊錫的電路板置于平移臺上，激光發(fā)射器Ⅰ、激光發(fā)射器Ⅱ、千兆網(wǎng)絡(luò)攝像機置于平移臺上方，激光發(fā)射器Ⅰ、激光發(fā)射器Ⅱ位于千兆網(wǎng)絡(luò)攝像機兩側(cè)；所述千兆網(wǎng)絡(luò)攝像機垂直于平移臺，激光發(fā)射器Ⅰ、激光發(fā)射器Ⅱ與千兆網(wǎng)絡(luò)攝像機的垂直中心線呈45度。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。