隨著科技的進步及行業發展的需要,基于機器視覺技術的視覺檢測及測量系統已經被廣泛應用于各大領域。其中基于條型結構投影原理的光學三維測量可以實現非接觸的測量,無論材料如何,都可以得到被測物的數字化的三維輪廓尺寸。
與傳統的機械測量不同,基于機器視覺技術的光學測量可以在一個大的工作區域內很快的測量出物體的三維形態參數。此外,這種技術還可用來測定物體的一些附加的細節特性,比如物體表面的粗糙程度等。
在使用結構光進行3D測量時,依照三角測量原理,光源把黑白間隔的條紋圖案投射到被測量的區域上,然后用CMOS工業相機來記錄結果圖案。在這測量過程中,工業相機被固定在一個與光源投影光軸有一預定夾角的傾斜位置。通過條紋的密度或條紋形狀的改變信息我們可反推出被測物體的三維特性。
為了準確地確定被測量剛體上的每個點的空間坐標,必須對這些黑白相間的結構光條紋進行編碼。這種編碼是利用干涉儀的相移原理,將一依余弦(COS)函數強度分布的結構光進行疊加。這個過程產生的圖像就是記錄了一重疊的相位圖,由此,采用合適的算法解析記錄的疊加相位就可得到被測物體的三維特性。
在醫學和牙醫檢測中,條形結構光測量得到很好的應用,同時在如新產品結構設計(反構工程)等各工業領域也得到了廣泛的應用。尤其是作為一種測量工具和工件外形尺寸的手段,光學3D測量以其它接觸測量方法的高性能、可靠性以及高速測量速度,在汽車和航空工業中得到廣泛的應用。
在基于機器視覺技術的視覺檢測及測量系統中,無論是工業相機、工業鏡頭、還是視覺光源,其每個組件的性能都決定了系統的穩定性及系統檢測、測量結果的精度。