CN111928797A - 一种基于激光扫描成像的3d高精密检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，包括检测载体、信息获取模块和信息处理模块，本发明信息处理模块的中央控制器，对激光扫描仪，摄影机，检测台实时精确控制，对待检测物件进行信息预获取，获取所述待检测物件的尺寸信息和质量信息，同时，计算待检测物件的检测等级F，根据检测等级F调整缺陷检测过程中的缺陷对比阙置，调整检测台转速，确保激光扫描仪对待检测物件外形轮廓信息获取的完整度，减少因为待检测物件的差异对检测结果造成的误差，提高获取信息的精确度和完整度，本发明进行缺陷检测时全程由中央处理器进行计算，通过坐标运算检测缺陷，更为精确，可靠，结合上述方法，确保了检测结果的精确，可靠。

Description

一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统

技术领域

本发明领域为检测领域，具体为一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统。

背景技术

随着技术水平的进步，各个工业领域对零件、工件、产品的质量和精度越来越高，因此，质量检测以及成为了一个必不可少的过程，对于很多工业领域，其生成的产品质量检测多采用人力检测，使用人的肉眼去辨别缺陷，部分采用检查装置或系统对产品进行检测，但是还存在以下问题：

1、传统的人力检测受到人为因素的影响，且检测精度不高；

2、传统的检测装置或系统没有对检测过程实时自动化控制，没有根据待检测物件自身的差异调整检测过程中的参数，易出现误差；

3、传统的检测装置对于高精密物件的检测对检测环境要求较高，例如，部分采用结构光摄影机建模的检测装置需对检测物件周围的光线有严格的控制，待检测物件反光可能会遮盖缺陷。

发明内容

本发明的目的在于部分的解决上述问题，为此本发明提供一种基于激光扫描成像的3D高精密检测，其包括：

检测载体，其包括一用以装载检测装置的检测箱体，所述检测箱体内设置有两个检测台，包括第一检测台以及第二检测台，两个检测台均用以承载待检测物件，其表面均设置有重力传感器，用以测量所述待检测物件的重量，两检测台均与电机相连接，以使两个检测台在电机驱动下带动所述待检测物件旋转，所述检测箱体底部设置有导轨，所述导轨上设置有一伸缩支架，以使所述伸缩支架沿导轨滑动，所述检测箱体外壁设置有显示器，用以实时显示待检测物件的检测信息以及缺陷检测结果；

信息获取模块，其包括一激光扫描仪以及摄影机，所述激光扫描仪用以获取待检测物件的外形轮廓信息，所述激光扫描仪设置在所述伸缩支架上以使所述激光扫描仪随时调整位置，所述摄影机设置在所述检测箱体内壁上；

信息处理模块，其包括一设置在所述检测箱体外侧的中央处理器，所述中央处理器与所述激光扫描仪、电机、重力传感器、伸缩支架以及摄影机相连接并完成数据交换，其实时控制所述激光扫描仪、电机、伸缩支架以及摄影机，所述中央处理器控制激光扫描仪的启动或停止，通过控制电机的运转速率控制所述检测台在平面内转动，控制所述伸缩支架的伸缩长度以及伸缩支架在导轨所处的位置；当所述待检测物件放置在任意检测台上时，所述中央处理器控制所述摄影机启动，对所述待检测物件进行信息预采集，获取所述待检测物件的高度H、平均宽度B以及质量M，判定所述待检测物件的检测等级F；当所述信息预采集结束后开始正式检测，所述中央处理器根据所述检测等级F以及待检测物件的数量调整电机的功率控制所述第一检测台或/和第二检测台的旋转速度，同时，控制所述激光扫描仪调整至预设位置对所述待检测物件进行激光扫描，获取所述待检测物件的外形轮廓信息，根据所述待检测物件的外形轮廓信息实时建立所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)，并根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置；

所述中央处理器，其包括信息反馈单元，所述信息反馈单元判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度，并根据所述信息完整度调整激光扫描仪在所述导轨的位置以及所述激光扫描仪角度，对所述待检测物件进行二次扫描，以获取所述待检测物件完整的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)。

进一步地、所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，通过第一摄影机、第二摄影机，以及第三摄影机拍摄所述待检测物件的左视图A1、右视图A2以及正视图A2，对于任意视图Ai，i=1,2,3，所述中央处理器提取所述待检测物件的二维轮廓信息，判定所述待检测物件的最大高度H，计算该视图Ai内的待检测物件轮廓的平均宽度Bi，进而，通过以下公式计算待检测物件的平均宽度B，

其中，B1表示待检测物件左视图轮廓的平均宽度，B2表示待检测物件右视图轮廓的平均宽度，B3表示待检测物件正视图轮廓的平均宽度。

进一步地、所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，根据以下公式计算所述待检测物件的检测参数F0，

其中，M表示待检测物件质量，H表示待检测物件高度，B表示待检测物件平均宽度，表示参数，其为预设值；所述中央处理器内预设有对比参数F1和F2，F2>F1,其根据所述检测参数F0与预设对比参数F1和F2判定所述待检测物件的检测等级F，判定时：

当F0≤F1时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级；

当F1<F0≤F2时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级；

当F0时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级。

进一步地、所述中央处理器，其内部预设有第一控制矩阵F（U1,U2,U3）其中，Ui表示第i检测功率，i=1,2,3，当所述待检测物件数目为一时，所述中央处理器控制所述电机的功率方法包括：

若所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级，所述中央处理器控制对应电机以第1检测功率U1运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；

若所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第2检测功率U2运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；

若所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第3检测功率U3运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转。

进一步地、所述中央处理器，其控制所述电机功率时，当所述待检测物件的数目为二，所述中央处理器按照以下公式计算所述待检测物件的检测参数差值C，

其中：表示第一检测物件检测参数，表示第二检测物件检测参数；

同时，所述中央处理器计算所述待检测物件的检测等级之和D。

进一步地、所述中央处理器，其内部预设有第二控制矩阵Y(Y1,Y2,Y3,Y4,Y5),其中，Yi表示第二控制矩阵第i控制参数，Yi随i增大而减小,i=1,2，3,4，5；所述中央处理器根据所述检测等级之和D以及所述参数差值C确定第一检测台以及第二检测台对应的电机运转速率；

当所述待检测物件的检测等级之和D=2时，所述中央处理器控制所述第一检测台以及第二检测台对应的电机均以Y1功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=3时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y2功率运行，对应的，另一电机以Y2-y0×C×1.1功率运行，其中，y0为转换系数，其为预设值；

当所述待检测物件的检测等级之和D=4时，若所述待检测物件的检测等级F均为所述第二检测等级时，所述中央处理器控制所有电机均以Y3功率运行带动所述第一检测台以及第二检测台旋转；若所述待检测物件的检测等级F不全为第二等级时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y3功率运行，对应的，另一电机以Y3-y0×C×1.15功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=5时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第二检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y4功率运行，对应的，另一电机以Y3-y0×C×1.2功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=6时，所述中央处理器控制所述第一检测台以及第二检测台对应的电机均以Y5功率运行。

进一步地、所述中央处理器，其根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置时需进行预储存，其储存过程包括：选择预储存模式，所述中央处理器进入预储存模式，当所述中央处理器进入预储存模式时，放置待检测物件标准件，所述中央处理器获取所述待检测物件标准件的图像信息，同时，对图像信息进行处理，获取所述待检测物件标准件的外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）；依次对所有待检测物件标准件进行信息预储存，生成标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）其中，P1表示第一预检测标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z），P2表示第二预检测标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）...Pn表示第n标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）；当所述预储存完成并生成所述标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）后退出所述预储存模式。

进一步地、所述中央处理器根据待检测物件的外形轮廓坐标集合f（x,y,z）判定零件缺陷时，对于待检测物件的图像信息进行处理，生成待检测物件的外形轮廓坐标集合f0(x,y,z);将所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)与所述标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）内对应的第i标准件坐标集和f0（x,y,z）进行差值比较，确定第i区域差异坐标集合Ci（x，y，z）i=1，2...n，若所述第i区域差异坐标集合Ci（x，y，z）表示的空间范围超过了预设缺陷对比阙置

，其中，Y0为预设值，F0为待检测物件的检测参数F0，则判定所述待检测物件有缺陷。

进一步地、所述信息反馈单元，其内部设置有激光扫描仪调节矩阵J（J1,J2...Jn），其中，J1表示第1调节矩阵，J2表示第2调节矩阵...Jn表示第n调节矩阵；对于第i调节矩阵Ji（Ji1，Ji2），i=1，2...n，其中，Ji1表示第i坐标范围集合Ji1（x，y，z），Ji2表示第i控制信息；当所述中央控制器判定所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度时，所述中央处理器内部设置有对比参数U，当所述外形轮廓坐标集合f（x,y,z）表示的外形轮廓模型出现缺失，且缺失范围超过预设参数U时，所述中央处理器判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)信息不完整，并记录所述缺陷位置的坐标集合Q（x,y,z），并调整所述激光扫描仪的位置并对待检测物件的外形轮廓信息重新获取，所述重新获取的过程只进行一次，所述中央处理器调整所述激光扫描仪的位置时：

当所述缺陷位置的坐标集合Q（x,y,z）属于所述第i坐标范围集合Ji1（x，y，z）时，所述中央处理器调用所述第i控制信息Ji2控制所述伸缩支架在导轨上移动至指定位置并调整所述激光扫描仪的扫描角度，i=1,2...n。

进一步地、所述中央处理器，其内部预设有第i正式扫描调节矩阵Zi（Zi1,Zi2），i=1，2，3；当只有所述第一检测台放置待检查物时，所述中央处理器控制所述伸缩支架沿导轨移动至第一检测台前的预设位置，当只有所述第二检测台放置待检查物时，所述中央处理器控制所述伸缩支架沿导轨移动至第二检测台前的预设位置，当所述第一检测台以及第二检测台都放置待检测物件时，所述中央处理器控制所述伸缩支架移动至中间的预设位置，同时，根据所述待检测物件的最大高度H调整所述伸缩支架的高度以及激光扫描仪的拍摄角度，所述中央传感器内预设对比参数H1,H2，

当H≤H1时,所述中央处理器调用第1正式扫描调节矩阵Z1（Z11,Z12）的数据调整所述伸缩支架高度为Z11，所述激光扫描仪拍摄角度为Z12；

当H1<H≤H2时,所述中央处理器调用第2正式扫描调节矩阵Z2（Z21,Z22）的数据调整所述伸缩支架高度为Z21，所述激光扫描仪拍摄角度为Z22；

当H1<H≤H2时,所述中央处理器调用第3正式扫描调节矩阵Z3（Z31,Z32）的数据调整所述伸缩支架高度为Z31，所述激光扫描仪拍摄角度为Z32。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于，本发明包括检测载体，信息获取模块，信息处理模块，本发明信息处理模块的中央控制器，对激光扫描仪，摄影机，检测台实时控制，对待检测物件进行信息预获取，获取所述待检测物件的尺寸信息和质量信息，同时，计算待检测物件的检测等级F，根据检测等级F调整缺陷检测过程中的缺陷对比阙置，同时，根据待检测物件的数目调整检测台转速，确保激光扫描仪对待检测物件外形轮廓信息获取的完整度，减少因为待检测物件的差异对检测结果造成的误差，同时，本发明根据待检测物件的尺寸质量，调节激光扫描仪的扫描位置和扫描角度，确保获取最佳的扫描效果，同时对获取的待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)进行完整度检测，若出现超过预设范围的缺陷则重新进行扫描，确保外形轮廓坐标集合f(x,y,z)获取的准确度和精确度，间接提高缺陷检测时的精确度，本发明进行缺陷检测时全程由中央处理器进行计算，通过坐标运算检测缺陷，更为精确，可靠，结合上述方法，确保了检测结果的精确，可靠。

尤其，本发明计算所述待检测物件的检测参数F0，

，待检测物件在尺寸，材质相同的情况下，若质量减小检测参数F0增加，则待检测物件存在中空或较多复杂结构，检测参数FO为基础确定待检测物件的检测等级F，对待检测物件具有区分度，且待检测物件的质量，高度，宽度信息均方便获取，且可以持续获取。

尤其，本发明对待检测物件划分检测等级F，以此为基准调整所述检测台转速，对于检测等级F较高的物件，其检测参数F0相应较高，其具有的复杂结构和中空结构较多，因此，对检测等级F较高的待检测物件调慢其放置的检测台转速，保证激光扫描仪对其全部特征的精确获取，提高最终获得的待检测物件外形轮廓信息的完整性与精确性，间接提高了检测结果的准确性与可靠性，同时，对于多个和单个检测物件所述检测台均采取不同的检测参数，以保证3D扫描仪对多个待检测物件的信息获取均具有较高的完整度和精确度。

尤其，本发明对待检测物件进行缺陷检测时采用中央处理器处理，通过坐标对比计算的形式完成缺陷确定，检测结果可靠，准确，实现了对待检测物件的高精密检测。

尤其，本发明对获取的待检测物件外形轮廓坐标集合f(x,y,z)进行完整度判定，若待检测物件对应的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)存在缺失且所述缺失超过预设范围时进行重新扫描，且重新扫描前根据所述缺陷位置调整激光扫描仪的位置和拍摄角度，以保证获取的待检测物件的外形轮廓信息完整，准确，进一步提高了缺陷检测时的可靠度和准确度。

尤其，本发明中央处理器内部预设有第i正式扫描调节矩阵Zi（Zi1,Zi2)根据待检测物件的放置位置调整激光扫描仪在导轨所处的位置以及激光扫描仪的扫描角度，调整信息均为预设信息，调整便捷快速，且提高了对待检测物件的外形轮廓信息获取效果，进一步提高了缺陷检测时的可靠度和准确度。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统结构图；

图2为本发明实施例所提供的一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统导轨布置示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1及图2所示，其为本发明实施例所提供的一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统结构图以及一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统导轨布置示意图，本实施例的一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统包括：

检测载体，其包括一用以装载检测装置的检测箱体1，所述检测箱体1内设置有检测台5，包括第一检测台51以及第二检测台52，两个检测台均用以承载待检测物件，其表面设置有重力传感器（图上未画出），用以测量所述待检测物件的重量，所述第一检测台以及第二检测台均与电机8相连接，以使两检测台在电机8驱动下带动所述待检测物件旋转，所述检测箱体底部设置有导轨9，所述导轨上活动设置有一伸缩支架7，以使所述伸缩支架7沿导轨9滑动，所述检测箱体外壁设置有显示器10，用以实时显示待检测物件的检测信息以及缺陷检测结果；

信息获取模块，其包括一激光扫描仪3以及多个摄影机4，所述激光扫描仪3用以获取待检测物件的外形轮廓信息，所述激光扫描仪3设置在所述伸缩支架上端以使所述中央控制器调整所述伸缩支架7的长度来调整所述激光扫描仪3相对地面的高度，所述摄影机设置在所述检测箱体内壁上，以使其能拍摄所述待检测物件的正视图以及侧视图；

信息处理模块，其包括一设置在所述检测箱体外侧的中央处理器6，所述中央处理器6与所述激光扫描仪3、电机8、重力传感器、伸缩支架7以及摄影机4相连接并完成数据交换，其实时控制所述激光扫描仪3、电机8、伸缩支架7以及摄影机4，所述中央处理器控制激光扫描仪3的启动或停止，通过控制电机8的运转速率控制所述检测台5在平面内转动速率，控制所述伸缩支架7的伸缩长度以及伸缩支架7在导轨9所处的位置；当所述待检测物件放置在任意检测台上时，所述中央处理器6控制所述摄影机4启动，对所述待检测物件进行信息预采集，获取所述待检测物件的高度H、平均宽度B以及质量M，判定所述待检测物件的检测等级F；当所述信息预采集结束后开始正式检测，所述中央处理器根据所述检测等级F以及待检测物件的数量调整电机8的功率控制第一检测台51或/和第二检测台52的旋转速度，同时，控制所述激光扫描仪调整至预设位置对所述待检测物件进行激光扫描，获取所述待检测物件的外形轮廓信息，根据所述待检测物件的外形轮廓信息实时建立所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)，并根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置；

所述中央处理器，其包括信息反馈单元，所述信息反馈单元判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度，并根据所述信息完整度调整激光扫描仪在所述导轨的位置以及所述激光扫描仪角度，对所述待检测物件进行二次扫描，以获取所述待检测物件完整的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)。

具体而言，所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，通过第一摄影机41、第二摄影机42，以及第三摄影机2拍摄所述待检测物件的左视图A1、右视图A2以及正视图A2，对于任意视图Ai，i=1,2,3，所述中央处理器提取所述待检测物件的二维轮廓信息，判定所述待检测物件的最大高度H，计算该视图Ai内的待检测物件轮廓的平均宽度Bi，进而，通过以下公式计算待检测物件的平均宽度B，

其中，B1表示待检测物件左视图轮廓的平均宽度，B2表示待检测物件右视图轮廓的平均宽度，B3表示待检测物件正视图轮廓的平均宽度。

具体而言，所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，根据以下公式计算所述待检测物件的检测参数F0，

其中，M表示待检测物件质量，H表示待检测物件高度，B表示待检测物件平均宽度，表示参数，其为预设值；所述中央处理器内预设有对比参数F1,F2，F2>F1,其根据所述检测参数F0与预设对比参数F1,F2判定所述待检测物件的检测等级F，判定时：

当F0≤F1时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级；

当F1<F0≤F2时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级；

当F0时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级。

具体而言，所述中央处理器，其内部预设有第一控制矩阵F（U1,U2,U3）其中，Ui表示第i检测功率，i=1,2,3，当所述待检测物件数目为一时，所述中央处理器控制所述电机8的功率方法包括：

若所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级，所述中央处理器控制对应电机8以第一检测功率U1运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；

若所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级，所述中央处理器控制所述电机8以第二检测功率U2运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；

若所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级，所述中央处理器控制所述电机8以第三检测功率U3运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转。

具体而言，所述中央处理器，其控制所述电机8功率时，当所述待检测物件的数目为二，所述中央处理器按照以下公式计算所述待检测物件的检测参数差值C，

其中：表示第一检测物件检测参数，表示第二检测物件检测参数；

同时，所述中央处理器计算所述待检测物件的检测等级之和D。

具体而言，所述中央处理器，其内部预设有第二控制矩阵Y(Y1,Y2,Y3,Y4,Y5),其中，Yi表示第二控制矩阵第i控制参数，Yi随i增大而减小,i=1,2，3,4，5；所述中央处理器根据所述检测等级之和D以及所述参数差值C确定第一检测台51以及第二检测台52对应的电机8运转速率；

当所述待检测物件的检测等级之和D=2时，所述中央处理器控制所述第一检测台51以及第二检测台52对应的电机8均以Y1功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=3时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机8以Y2功率运行，对应的，另一电机8以Y2-y0×C×1.1功率运行，其中，y0为转换系数，其为预设值，C表示参数差值；

当所述待检测物件的检测等级之和D=4时，若所述待检测物件的检测等级F均为所述第二检测等级时，所述中央处理器控制所有电机8均以Y3功率运行带动第一检测台以及第二检测台旋转；若所述待检测物件的检测等级F不全为第二等级时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机8以Y3功率运行，对应的，另一电机8以Y3-y0×C×1.15功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=5时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第二检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机8以Y4功率运行，对应的，另一电机8以Y3-y0×C×1.2功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=6时，所述中央处理器控制所述第一检测台51以及第二检测台52对应的电机8均以Y5功率运行。

具体而言，所述中央处理器，其根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置时需进行预储存，其储存过程包括：选择预储存模式，所述中央处理器进入预储存模式，当所述中央处理器进入预储存模式时，放置待检测物件标准件，所述中央处理器获取所述待检测物件标准件的图像信息，同时，对图像信息进行处理，获取所述待检测物件标准件的外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）；依次对所有待检测物件标准件进行信息预储存，生成标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）其中，P1表示第一预检测标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z），P2表示第二预检测标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）...Pn表示第n标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）；当所述预储存完成并生成所述标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）后退出所述预储存模式。

具体而言，所述中央处理器根据待检测物件的外形轮廓坐标集合f（x,y,z）判定零件缺陷时，对于待检测物件的图像信息进行处理，生成待检测物件的外形轮廓坐标集合f0(x,y,z);将所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)与所述标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）内对应的第i标准件坐标集和f0（x,y,z）进行差值比较，确定第i区域差异坐标集合Ci（x，y，z）i=1，2...n，若所述第i区域差异坐标集合Ci（x，y，z）表示的空间范围超过了预设缺陷对比阙置，其中，Y0为预设值，F0为待检测物件的检测参数F0，则判定所述待检测物件有缺陷。

具体而言，所述信息反馈单元，其内部设置有激光扫描仪调节矩阵J（J1,J2...Jn），其中，J1表示第1调节矩阵，J2表示第2调节矩阵...Jn表示第n调节矩阵；对于第i调节矩阵Ji（Ji1，Ji2），i=1，2...n，其中，Ji1表示第i坐标范围集合Ji1（x，y，z），Ji2表示第i控制信息；当所述中央控制器判定所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度时，所述中央处理器内部设置有对比参数U，当所述外形轮廓坐标集合f（x,y,z）表示的外形轮廓模型出现缺失，且缺失范围超过预设参数U时，所述中央处理器判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)信息不完整，并记录所述缺陷位置的坐标集合Q（x,y,z），并调整所述激光扫描仪的位置并对待检测物件的外形轮廓信息重新获取，所述重新获取的过程只进行一次，所述中央处理器调整所述激光扫描仪的位置时：

当所述缺陷位置的坐标集合Q（x,y,z）属于所述第i坐标范围集合Ji1（x，y，z）时，所述中央处理器调用所述第i控制信息Ji2控制所述伸缩支架在导轨上移动至指定位置并调整所述激光扫描仪的扫描角度，i=1,2...n。

具体而言，所述中央处理器，其内部预设有第i正式扫描调节矩阵Zi（Zi1,Zi2），i=1，2，3；当只有所述第一检测台51放置待检查物时，所述中央处理器控制所述伸缩支架沿导轨移动至第一检测台51前的预设位置93，当只有所述第二检测台52放置待检查物时，所述中央处理器控制所述伸缩支架沿导轨移动至第二检测台52前的预设位置91，当所述第一检测台51以及第二检测台52都放置待检测物件时，所述中央处理器控制所述伸缩支架移动至中间的预设位置92，同时，根据所述待检测物件的最大高度H调整所述伸缩支架的高度以及激光扫描仪的拍摄角度，所述中央传感器内预设对比参数H1,H2，

当H≤H1时,所述中央处理器调用第1正式扫描调节矩阵Z1（Z11,Z12）的数据调整所述伸缩支架高度为Z11，所述激光扫描仪拍摄角度为Z12；

当H1<H≤H2时,所述中央处理器调用第2正式扫描调节矩阵Z2（Z21,Z22）的数据调整所述伸缩支架高度为Z21，所述激光扫描仪拍摄角度为Z22；

当H1<H≤H2时,所述中央处理器调用第3正式扫描调节矩阵Z3（Z31,Z32）的数据调整所述伸缩支架高度为Z31，所述激光扫描仪拍摄角度为Z32。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，包括：

检测载体，其包括一用以装载检测装置的检测箱体，所述检测箱体内设置有两个检测台，包括第一检测台以及第二检测台，两个检测台均用以承载待检测物件，两个检测台表面均设置有重力传感器，用以测量所述待检测物件的重量，两个检测台均与电机相连接，以使两个检测台在电机驱动下带动所述待检测物件旋转，所述检测箱体底部设置有导轨，所述导轨上设置有一伸缩支架，以使所述伸缩支架沿导轨滑动，所述检测箱体外壁设置有显示器，用以实时显示待检测物件的检测信息以及缺陷检测结果；

信息获取模块，其包括一激光扫描仪以及摄影机，所述激光扫描仪用以获取待检测物件的外形轮廓信息，所述激光扫描仪设置在所述伸缩支架上以使所述激光扫描仪随时调整高度，所述摄影机设置在所述检测箱体内壁上；

信息处理模块，其包括一设置在所述检测箱体外侧的中央处理器，所述中央处理器与所述激光扫描仪、电机、重力传感器、伸缩支架以及摄影机相连接并完成数据交换，其实时控制所述激光扫描仪、电机、伸缩支架以及摄影机，当所述待检测物件放置在任意检测台上时，所述中央处理器控制所述摄影机启动，对所述待检测物件进行信息预采集，获取所述待检测物件的高度H、平均宽度B以及质量M，判定所述待检测物件的检测等级F；当所述信息预采集结束后开始正式检测，所述中央处理器根据所述检测等级F以及待检测物件的数量调整电机的功率控制第一检测台或/和第二检测台的旋转速度，同时，控制所述激光扫描仪调整至预设位置对所述待检测物件进行激光扫描，获取所述待检测物件的外形轮廓信息，根据所述待检测物件的外形轮廓信息实时建立所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)，并根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置；

所述中央处理器，其包括信息反馈单元，所述信息反馈单元判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度，并根据所述信息完整度调整激光扫描仪在所述导轨的位置以及所述激光扫描仪角度，对所述待检测物件进行二次扫描，以获取所述待检测物件完整的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)。

2.根据权利要求1所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其进行所述信息预采集时，根据以下公式计算所述待检测物件的检测参数F0，

其中，M表示待检测物件质量，H表示待检测物件高度，B表示待检测物件平均宽度，表示参数，其为预设值；所述中央处理器内预设有对比参数F1和F2，F2>F1,其根据所述检测参数F0与预设对比参数F1和F2判定所述待检测物件的检测等级F，判定时：

当F0≤F1时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级；

当F1<F0≤F2时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级；

当F0时所述中央处理器判定所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级。

3.根据权利要求2所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其内部预设有第一控制矩阵F（U1,U2,U3），其中，Ui表示第i检测功率，i=1,2,3，当所述待检测物件数目为一时，所述中央处理器控制所述电机的功率方法包括；

若所述待检测物件的检测等级F为第一检测等级，所述中央处理器控制对应电机以第1检测功率U1运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；

若所述待检测物件的检测等级F为第二检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第2检测功率U2运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转；

若所述待检测物件的检测等级F为第三检测等级，所述中央处理器控制所述电机以第3检测功率U3运行并带动所述待检测物件放置的检测台旋转。

4.根据权利要求2所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其控制所述电机功率时，当所述待检测物件的数目为二，所述中央处理器按照以下公式计算所述待检测物件的检测参数差值C，

其中：表示第一检测物件检测参数，表示第二检测物件检测参数；

同时，所述中央处理器计算所述待检测物件的检测等级之和D。

5.根据权利要求4所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其内部预设有第二控制矩阵Y(Y1,Y2,Y3,Y4,Y5),其中，Yi表示第二控制矩阵第i控制参数，Yi随i增大而减小,i=1,2，3,4，5；所述中央处理器根据所述检测等级之和D以及所述参数差值C确定第一检测台以及第二检测台对应的电机运转速率，其中：

当所述待检测物件的检测等级之和D=2时，所述中央处理器控制所述第一检测台以及第二检测台对应的电机均以Y1功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=3时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y2功率运行，对应的，另一电机以Y2-y0×C×1.1功率运行，其中，y0为转换系数，其为预设值；

当所述待检测物件的检测等级之和D=4时，若所述待检测物件的检测等级F均为所述第二检测等级时，所述中央处理器控制所有电机均以Y3功率运行带动两个检测台旋转；若所述待检测物件的检测等级F不全为第二检测等级时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第一检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y3功率运行，对应的，另一电机以Y3-y0×C×1.15功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=5时，所述中央处理器控制与所述检测等级F为第二检测等级的待检测物件放置的检测台相连接的电机以Y4功率运行，对应的，另一电机以Y3-y0×C×1.2功率运行；

当所述待检测物件的检测等级之和D=6时，所述中央处理器控制所述第一检测台以及第二检测台对应的电机均以Y5功率运行。

6.根据权利要求1所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其根据所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)确定所述待检测物件的缺陷位置时需进行预储存，其储存过程包括：选择预储存模式，所述中央处理器进入预储存模式，当所述中央处理器进入预储存模式时，放置待检测物件标准件，所述中央处理器获取所述待检测物件标准件的图像信息，同时，对图像信息进行处理，获取所述待检测物件标准件的外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）；依次对所有待检测物件标准件进行预储存，生成标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）其中，P1表示第一预检测标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z），P2表示第二预检测标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）...Pn表示第n标准件外形轮廓坐标集合f0（x,y,z）；当所述预储存完成并生成所述标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）后退出所述预储存模式。

7.根据权利要求6所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器根据待检测物件的外形轮廓坐标集合f（x,y,z）判定零件缺陷时，对于待检测物件的图像信息进行处理，生成待检测物件的外形轮廓坐标集合f0(x,y,z);将所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)与所述标准件储存矩阵P（P1,P2...Pn）内对应的第i标准件坐标集和f0（x,y,z）进行差值比较，确定第i区域差异坐标集合Ci（x，y，z）i=1，2...n，若所述第i区域差异坐标集合Ci（x，y，z）表示的空间范围超过了预设缺陷对比阙置，其中，Y0为预设值，F0为待检测物件的检测参数F0，则判定所述待检测物件有缺陷。

8.根据权利要求1所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述信息反馈单元，其内部设置有激光扫描仪调节矩阵J（J1,J2...Jn），其中，J1表示第1调节矩阵，J2表示第2调节矩阵...Jn表示第n调节矩阵；对于第i调节矩阵Ji（Ji1，Ji2），i=1，2...n，其中，Ji1表示第i坐标范围集合Ji1（x，y，z），Ji2表示第i控制信息；当所述中央控制器判定所述待检测物件的外形轮廓坐标集合f(x,y,z)的信息完整度时，所述中央处理器内部设置有对比参数U，当所述外形轮廓坐标集合f（x,y,z）表示的外形轮廓模型出现缺失，且缺失范围超过预设参数U时，所述中央处理器判定所述外形轮廓坐标集合f(x,y,z)信息不完整，并记录缺陷位置的坐标集合Q（x,y,z），并调整所述激光扫描仪的位置并对待检测物件的外形轮廓信息重新获取，所述重新获取的过程只进行一次，所述中央处理器调整所述激光扫描仪的位置时：

当所述缺陷位置的坐标集合Q（x,y,z）属于所述第i坐标范围集合Ji1（x，y，z）时，所述中央处理器调用所述第i控制信息Ji2控制所述伸缩支架在导轨上移动至指定位置并调整所述激光扫描仪的扫描角度，i=1,2...n。

9.根据权利要求1所述的基于激光扫描成像的3D高精密检测系统，其特征在于，所述中央处理器，其内部预设有第i正式扫描调节矩阵Zi（Zi1,Zi2），i=1，2，3；当只有所述第一检测台放置待检查物时，所述中央处理器控制所述伸缩支架沿导轨移动至第一检测台前的预设位置，当只有所述第二检测台放置待检查物时，所述中央处理器控制所述伸缩支架沿导轨移动至第二检测台前的预设位置，当所述第一检测台以及第二检测台都放置待检测物件时，所述中央处理器控制所述伸缩支架移动至中间的预设位置，同时，根据所述待检测物件的最大高度H调整所述伸缩支架的高度以及激光扫描仪的拍摄角度，所述中央传感器内预设对比参数H1,H2，

当H≤H1时,所述中央处理器调用第1正式扫描调节矩阵Z1（Z11,Z12）的数据调整所述伸缩支架高度为Z11，所述激光扫描仪拍摄角度为Z12；

当H1<H≤H2时,所述中央处理器调用第2正式扫描调节矩阵Z2（Z21,Z22）的数据调整所述伸缩支架高度为Z21，所述激光扫描仪拍摄角度为Z22；

当H1<H≤H2时,所述中央处理器调用第3正式扫描调节矩阵Z3（Z31,Z32）的数据调整所述伸缩支架高度为Z31，所述激光扫描仪拍摄角度为Z32。

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