一种检测圆弧件的方法、装置及3D视觉检测机与流程

一种检测圆弧件的方法、装置及3d视觉检测机
技术领域
1.本发明实施例涉及视觉检测领域，特别是涉及一种检测圆弧件方法、装置以及3d视觉检测机。


背景技术：

2.在当今电子工业中，点胶质量的优劣直接影响电子产品，在产品生产的过程中，需要在产品表面喷涂无色透明的胶水，让产品起到黏贴、灌封、绝缘、固定、表面光滑等作用，在点胶工艺精度愈发趋于极限的情况下，对胶路的位置一致性要求越来越高。
3.本发明实施例的发明人在实施本发明实施例的过程中，发现：胶路在成型之后，胶路的形状会与产品的形状类型，而对于圆弧形的产品，胶路的形状也会呈圆弧形，传统的测量方法是直接拍摄一张胶路的图像，并且基于该一张图像进行检测，而当胶路为圆弧形时，圆弧位置时会存在检测视觉盲区，检测到胶高胶宽等信息不够精确。


技术实现要素：

4.本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种检测圆弧件的方法，能够解决传统的检测方法中单次扫描对圆弧区域存在视觉盲区，影响产品检测精度的问题，使得检测结果更加精确。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种检测圆弧件的方法，包括：控制采集装置沿第一方向拍摄参照物的第一三维参照点云，其中，所述参照物上设置有标定标记；控制三维摄像头沿第二方向拍摄参照物的第二三维参照点云；结合所述标定标记，确定所述第一三维参照点云和第二三维参照点云的三维旋转矩阵；控制所述三维摄像头沿第一方向拍摄所述圆弧件的第一三维实物点云；控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄所述圆弧件的第二三维实物点云；根据所述三维旋转矩阵，将所述第一三维实物点云和第二三维实物点云合并最终三维点云；根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数。
6.可选地，所述参数包括圆弧件的宽度；所述根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数的步骤，进一步包括：根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的平面图；确定所述平面图对应的圆心；确定经过圆心和平面图的检测线；计算所述检测线与所述平面图重合的重合长度；根据所述重合长度，确定所述圆弧件的宽度。
7.可选地，所述检测线的数量为多根，多根所述检测线间隔预定弧度；所述根据所述重合长度，确定所述圆弧件的宽度的步骤，进一步包括：计算多根所述检测线与平面图重合的重合长度的平均值；将所述平均值作为所述圆弧件的宽度。
8.可选地，所述参数包括圆弧件的高度；根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的顶部平面和底部平面；计算所述顶部平面和底部平面之间的间隔距离；将所述间隔距离作为所述圆弧件的高度。
9.可选的，所述计算所述顶部平面和底部平面之间的距离的步骤，进一步包括：从所
述顶部平面取若干检测点；计算所述若干检测点到底部平面的平均垂直距离；将所述平均垂直距离作为所述顶部平面和底部平面之间的间隔距离。
10.为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种胶路检测装置，包括：第一拍摄模块，用于用于控制采集装置沿第一方向拍摄参照物的第一三维参照点云，其中，所述参照物上设置有标定标记；第二拍摄模块，用于控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄参照物的第二三维参照点云；确定模块，用于结合所述标定标记，确定所述第一三维参照点云和第二三维参照点云的三维旋转矩阵；第三拍摄模块，用于控制所述三维摄像头沿第一方向拍摄所述圆弧件的第一三维实物点云；第四拍摄模块，用于控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄所述圆弧件的第二三维实物点云；拟合模块，用于根据所述三维旋转矩阵，将所述第一三维实物点云和第二三维实物点云合并最终三维点云；检测模块，用于根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数。
11.可选地，所述参数包括圆弧件的宽度；所述检测模块具体用于根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的平面图，然后确定所述平面图对应的圆心，以及确定经过圆心和平面图的检测线，再计算所述检测线与所述平面图重合的重合长度，最后根据所述重合长度，确定所述圆弧件的宽度。
12.可选地，所述参数包括圆弧件的高度：所述检测模块具体根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的顶部平面和底部平面，然后计算所述顶部平面和底部平面之间的间隔距离，最后将所述间隔距离作为所述圆弧件的高度。
13.可选的，一种3d视觉检测机，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信联通的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-5任一项所述的方法。可选的，一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。
14.本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例控制三维摄像头沿第一方向拍摄参照物的第一三维参照点云，其中，所述参照物上设置有标定标记；控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄参照物的第二三维参照点云，然后结合所述标定标记，确定所述第一三维参照点云和第二三维参照点云的三维旋转矩阵；再控制所述三维摄像头沿第一方向拍摄所述圆弧件的第一三维实物点云；控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄所述圆弧件的第二三维实物点云，然后根据所述三维旋转矩阵，将所述第一三维实物点云和第二三维实物点云合并最终三维点云，最后根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数，由于最终三维点云是从两个方向拍摄得到的三维实物点云合成得到的，因此，最终三维点云没有视觉盲区，解决了圆弧形产品单方向检测时会存在视觉盲区的问题，圆弧件的参数检测更准确。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
16.图1是本发明实施例的一种检测圆弧件的应用环境示意图；
17.图2是本发明实施例的一种检测圆弧件的方法流程图；
18.图3是本发明实施例的一种检测圆弧件的方法步骤s107的另一流程图；
19.图4是本发明实施例的一种检测圆弧件的方法步骤s1075的另一流程图；
20.图5是本发明实施例的计算所述顶部平面和底部平面之间的距离的步骤进一步方法流程图；
21.图6是本发明实施例的一种检测圆弧件的装置的模块框图；
22.图7是本发明实施例的一种3d视觉检测机的控制器硬件结构示意图。
具体实施例
23.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.请参阅图1，图1是本发明3d视觉检测机1的实施例的结构示意图，3d 视觉检测机1包括机体10、控制器20、三维摄像头30和驱动装置40。驱动装置设置于机体10，机体10上承载待测产品的，驱动装置40与三维摄像头30连接，驱动装置40用于控制三维摄像头30沿第一方向或者第二方向运动，其中，第二方向和第一方向相反，三维摄像头30用于拍摄待测产品的点云，并且将采集到的点云发送至控制器20，控制器 20根据点云进行处理。
27.请参阅图2，本发明实施例提供一种检测圆弧件的方法，应用于上述3d视觉检测机，方法包括：
28.步骤s101：控制三维摄像头沿第一方向拍摄参照物的第一三维参照点云，其中，所述参照物上设置有标定标记；
29.所述参照物为一个尺寸大小和待测产品一样的标定板，所述标定标记是指标定板上带有至少4个以上的镂空圆孔，相邻镂空圆孔之间间隔5mm, 保证能够扫描到足够数量的圆弧且保证在3d相机视野边缘，三维摄像头沿着第一方向拍摄所述参照物，获取第一方向的点云数据。
30.步骤s102：控制三维摄像头沿第二方向拍摄参照物的第二三维参照点云；
31.第一方向和第二方向相反，所述第一方向为顺时针方向，所述第二方向为逆时针
方向，三维摄像头沿着逆时针方向拍摄所述参照物，获取逆时针方向的点云数据，只有一个拍摄方向拍摄会存在待测物品存在检测区域被激光遮挡。存在视觉盲区，因此盲区有第二方向拍摄的点云数据转换而来，得到没有盲区精准的点云数据。
32.步骤s103:结合所述标定标记，确定所述第一三维参照点云和第二三维参照点云的三维旋转矩阵；
33.根据顺时针和逆时针方向获取的两组点云数据，按照软件算法提取参照物上镂空圆孔的圆心三维坐标，根据平面向量法求出圆孔的三维旋转矩阵，具体：以坐标系的三个坐标轴为x、y、z分别作为旋转轴，设 x轴为坐标轴的正方向，得到平面向量其中点p为圆心点，绕z轴旋转θ角，可得绕z轴旋转θ角的旋转矩阵为：绕z轴旋转θ角，可得绕z轴旋转θ角的旋转矩阵为：绕z轴旋转θ角，可得绕z轴旋转θ角的旋转矩阵为：绕z轴旋转θ角，可得绕z轴旋转θ角的旋转矩阵为：绕y轴旋转θ角，可得绕y轴旋转θ角的旋转矩阵为：所述三维旋转矩阵有以上三个矩阵相乘得到，其中旋转矩阵需要左乘，且以逆时针方向为正。
34.步骤s104：控制所述三维摄像头沿第一方向拍摄所述圆弧件的第一三维实物点云；
35.步骤s105：控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄所述圆弧件的第二三维实物点云；
36.步骤s106：根据所述三维旋转矩阵，将所述第一三维实物点云和第二三维实物点云合并最终三维点云；
37.根据获取的第一三维实物点云和第二三维实物点云和旋转角度间隔计算旋转矩阵和平移向量，实现点云数据的拼接，得到拼接后完整的三维点云图像以及对应点云数据。
38.步骤s107：根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数。
39.在一些实施例中，圆弧件的参数为圆弧件的宽度，请参阅图3，所述步骤s107还包括：
40.步骤s1071：根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的平面图；
41.平面图为圆弧件的宽度面。
42.步骤s1072：确定所述平面图对应的圆心；
43.在平面图上任意确定四个点，分别连接，找出它们的垂直平分线，交点即为圆的圆心。
44.步骤s1073：确定经过圆心和平面图的检测线；
45.经过圆心与平面图的外边缘的边缘点连线的线条即为检测线，其中，平面图的外边缘是指远离圆心的边缘。
46.步骤s1074：计算所述检测线与所述平面图重合的重合长度；
47.步骤s1075：根据所述重合长度，确定所述圆弧件的宽度。
48.所述检测线和平面图重合的重合长度即为圆弧件的宽度。
49.在一些实施例中，所述检测线的数量为多根，多根检测线间隔预定弧度，请参与图4，所述步骤s1075还包括：
50.步骤s10751：计算多根所述检测线与平面图重合的重合长度的平均值；
51.步骤s10752：将所述平均值作为所述圆弧件的宽度。
52.在一些实施例中，所述参数还包括圆弧件的高度，请参阅图5，步骤s107还包括：
53.步骤s1076：根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的顶部平面和底部平面；
54.根据合并后的三维点云数据，根据平面的法向向量拟合圆弧件的顶部平面和底部平面。
55.步骤s1077：计算所述顶部平面和底部平面之间的间隔距离；
56.步骤s1078：将所述间隔距离作为所述圆弧件的高度。
57.请参阅图5，所述计算所述顶部平面和底部平面之间的距离的步骤，进一步包括：
58.步骤s10771：从所述顶部平面取若干检测点；
59.步骤s10772：计算所述若干检测点到底部平面的平均垂直距离；
60.步骤s10773：将所述平均垂直距离作为所述顶部平面和底部平面之间的间隔距离。
61.从顶部平面图中选干个点作为检测点，求出计算若干个检测点到底部平面图的垂直距离的平均值，此平均值即为所述间隔距离。
62.本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例控制三维摄像头沿第一方向拍摄参照物的第一三维参照点云，其中，所述参照物上设置有标定标记；控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄参照物的第二三维参照点云，然后结合所述标定标记，确定所述第一三维参照点云和第二三维参照点云的三维旋转矩阵；再控制所述三维摄像头沿第一方向拍摄所述圆弧件的第一三维实物点云；控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄所述圆弧件的第二三维实物点云，然后根据所述三维旋转矩阵，将所述第一三维实物点云和第二三维实物点云合并最终三维点云，最后根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数，由于最终三维点云是从两个方向拍摄得到的三维实物点云合成得到的，因此，最终三维点云没有视觉盲区，解决了圆弧形产品单方向检测时会存在视觉盲区的问题，圆弧件的参数检测更准确。
63.本发明实施例还提供一种检测圆弧件的装置100实施例，请参阅图 6，所述装置包括：第一拍摄模块70、第二拍摄模块80、确定模块90、第三拍摄模块110、第四拍摄模块120、拟合模块130和检测模块140。其中，第一拍摄模块70用于控制采集装置50沿第一方向拍摄参照物的第一三维参照点云，其中，所述参照物上设置有标定标记；第二拍摄模块80用于控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄参照物的第二三维参照点云；确定模块90用于结合所述标定标记，确定所述第一三维参照点云和第二三维参照点云的三维旋转矩阵；第三拍摄模块110用于控制所述三维摄像头沿第一方向拍摄所述圆弧件的第一三维实物点云；第四拍摄模块120用于控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄所述圆弧件的第二三维实物点云；拟合模块130用于根据所述三维旋转矩阵，将所述第一三维实物点云和第二三维实物点云合
并最终三维点云；检测模块140用于根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数。
64.在一些实施例中，所述参数包括圆弧件的宽度，所述检测模块140具体用于根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的平面图，然后确定所述平面图对应的圆心，以及确定经过圆心和平面图的检测线，再计算所述检测线与所述平面图重合的重合长度，最后根据所述重合长度，确定所述圆弧件的宽度。所述参数包括圆弧件的高度，所述检测模块具体根据所述最终三维点云，拟合所述圆弧件的顶部平面和底部平面，然后计算所述顶部平面和底部平面之间的间隔距离，最后将所述间隔距离作为所述圆弧件的高度。
65.本发明实施例的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明实施例提供了一种检测圆弧件的装置，包括第一拍摄模块，用于控制采集装置沿第一方向拍摄参照物的第一三维参照点云，其中，所述参照物上设置有标定标记；第二拍摄模块，用于控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄参照物的第二三维参照点云；确定模块，用于结合所述标定标记，确定所述第一三维参照点云和第二三维参照点云的三维旋转矩阵；第三拍摄模块，用于控制所述三维摄像头沿第一方向拍摄所述圆弧件的第一三维实物点云；第四拍摄模块，用于控制所述三维摄像头沿第二方向拍摄所述圆弧件的第二三维实物点云；拟合模块，用于根据所述三维旋转矩阵，将所述第一三维实物点云和第二三维实物点云合并最终三维点云；检测模块，用于根据所述最终三维点云，检测所述圆弧件的参数，由于最终三维点云是从两个方向拍摄得到的三维实物点云合成得到的，因此，最终三维点云没有视觉盲区，解决了圆弧形产品单方向检测时会存在视觉盲区的问题，圆弧件的参数检测更准确。
66.请参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种3d视觉检测机的控制器硬件结构示意图，如图7所示，该控制器20包括：
67.一个或多个处理器201以及存储器202，图7中以一个处理器为例。处理器201和存储器202可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
68.存储器202作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的专家影响力的生成方法对应的程序指令/模块(例如，附图6所示的第一获取模块、第二获取模块、第一生成模块、更新模块以及第二生成模块)。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的专家影响力的生成方法和专家推荐方法。
69.存储器202可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据专家影响力的生成装置和专家推荐装置的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至专家影响力的生成装置和专家推荐装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
70.所述一个或者多个模块存储在所述存储器中，当被所述一个或者多个处理器执行时，执行上述任意方法实施例中的方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤s101至步骤s107，图3中的方法步骤s1071 至步骤s1075，图4中的方法步骤s10751至步骤s10752，图5中的步骤s10771-s10773，实现图6中的模块70-140的功能。
71.上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
72.本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被电子设备执行上述任意方法实施例中的方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤s101至步骤s105，图2中的方法步骤s1011至步骤s1014，图3中的方法步骤s201至步骤s210，实现图7中的模块 301-305，的功能。
73.本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的方法，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤s101至步骤s107，图3中的方法步骤s1071至步骤s1075，图4中的方法步骤s10751至步骤s10752，实现图5中的方法步骤s10771-s10773，图6中的模块70-140 的功能。
74.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
75.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。