CN117213401B - 基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法及系统，涉及工业视觉领域，用于解决传统方法测量准确性低的问题，方法包括：向被测面发出结构光束且结构光束的主光轴与被测面上采样点的切向垂直，获取被测面上采样点的实际光学响应，基于被测面的理论模型，模拟结构光束照射至被测面的采样点并获取被测面上采样点的理论光学响应，然后基于被测面的理论模型，根据被测面上各个采样点的实际光学响应与理论光学响应的差量，对被测面进行三维重构，得到被测面的三维图像。本发明能够实现对为曲面形状的被测面三维测量，能够提高测量准确性。

Description

基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法及系统

技术领域

本发明涉及工业视觉领域，特别是涉及一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法及系统。

背景技术

在工业生产中，对椭圆表面的精确测量和检测一直是一项具有挑战性的任务。传统的测量方法使用机械测量工具，比如卡尺或者测微计，但这些方法存在测量速度慢、操作繁琐、精度受限等问题。随着工业视觉技术的快速发展，基于图像处理和计算机视觉的检测方法受到越来越多的关注。目前，已经有一些基于工业视觉的椭圆表面检测方法，是通过采集椭圆的二维图像并进行图像处理，但是测量准确性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法及系统，能够实现对曲面三维测量，能够提高测量准确性，能够应用于椭圆曲面。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法，包括：

向被测面发出结构光束且所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，获取所述被测面上所述采样点的实际光学响应；

基于所述被测面的理论模型，模拟所述结构光束照射至所述被测面的所述采样点，并获取所述被测面上所述采样点的理论光学响应；

基于所述被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构，得到所述被测面的三维图像。

可选地，向被测面发出结构光束包括：

根据所述被测面的理论模型获得所述被测面的所述采样点的切向量，根据所述切向量控制所述结构光束的方向，使所述结构光束的主光轴与所述被测面的所述采样点的切向垂直。

可选地，获取所述被测面上所述采样点的实际光学响应包括：

获取所述被测面的图像，根据所述图像中所述采样点对应的投影点，获得所述采样点的所述实际光学响应。

可选地，根据所述图像中所述采样点对应的投影点，获得所述采样点的所述实际光学响应包括：

根据所述被测面上点到成像面的投影关系，在所述图像中确定出所述采样点对应的投影点，以获得所述采样点的所述实际光学响应，所述被测面上点到成像面的投影关系根据所述被测面与所述成像面的相对位置获得。

可选地，还包括：

设置二维采样网格（u，v），以对所述被测面进行离散化, 其中根据所述被测面的理论模型，将网格点（u_i，v_i）对应于所述被测面上的采样点，i表示第i个网格点。

可选地，所述被测面为椭圆曲面；

所述被测面的理论模型包括所述被测面的参数化数学模型，所述参数化数学模型的参数包括a、b、c以及u、v，其中，a、b和c分别表示椭圆曲面在X轴上的主轴半径、在Y轴上的主轴半径和在Z轴上的主轴半径，u表示在圆周范围的角度，u的取值范围为[0，2π]，v表示在纬度范围的角度，v的取值范围为[-π/2，π/2]，根据所述被测面的参数化数学模型，对应（u，v）获得在所述被测面上对应采样点的位置（X，Y，Z）。

可选地，向被测面发出结构光束包括：

根据所述被测面的参数化数学模型，对应（u，v）获得在所述被测面上对应采样点的位置（X，Y，Z），根据在所述被测面上所述采样点的位置（X，Y，Z）计算获得所述被测面的所述采样点的法向量，根据所述法向量控制所述结构光束的方向，使所述结构光束的主光轴与所述被测面的所述采样点的切向垂直。

可选地，基于所述被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构包括：

根据所述被测面上所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，获得所述被测面上所述采样点的面形差量，根据所述被测面上各个所述采样点的面形差量，对所述被测面的理论模型修正，对所述被测面进行三维重构。

一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测系统，包括：

扫描组件，用于向被测面发出结构光束且所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，并获取所述被测面上所述采样点的实际光学响应；

获取模块，用于基于所述被测面的理论模型，模拟所述结构光束照射至所述被测面的所述采样点，并获取所述被测面上所述采样点的理论光学响应；

检测模块，用于基于所述被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构，得到所述被测面的三维图像。

可选地，所述扫描组件包括：

激光发生器，用于发出结构光束；

扫描镜，其二维朝向可控，用于控制所述结构光束的出射方向；

图像获取装置，用于获取所述被测面的图像。

由上述技术方案可知，本发明所提供的一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法及系统，方法包括：向被测面发出结构光束且结构光束的主光轴与被测面上采样点的切向垂直，获取被测面上采样点的实际光学响应，基于被测面的理论模型，模拟结构光束照射至被测面的采样点，并获取被测面上采样点的理论光学响应，然后，基于被测面的理论模型，根据被测面上各个采样点的实际光学响应与理论光学响应的差量，对被测面进行三维重构，得到被测面的三维图像。

本发明的有益效果在于，以结构光束与采样点的切向垂直的方式照射至被测面来获取采样点的实际光学响应，并且基于被测面的理论模型通过模拟获取采样点的理论光学响应，根据实际光学响应与理论光学响应的差量对被测面进行三维重构，能够实现对为曲面形状的被测面三维测量，能够提高测量准确性，能够应用于椭圆曲面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测系统的示意图。

说明书附图中的附图标记包括：

21-激光发生器，22-扫描镜，23-工业相机，24-处理器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为一实施例提供的一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法的流程图，如图所示，本基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法包括以下步骤：

S11：向被测面发出结构光束且所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，获取所述被测面上所述采样点的实际光学响应。

结构光束照射至被测面的采样点，发生反射，被测面上采样点的实际光学响应是指收集被测面的反射光相应获得的光学响应，所述实际光学响应能够反映结构光束照射至被测面的采样点后产生的反射光强度。

结构光束的主光轴与被测面上采样点的切向垂直，即结构光束的主光轴与被测面上采样点的法向平行。结构光束的主光轴是指能够反映结构光束整体传播方向的光轴。使结构光束的主光轴与被测面上采样点的切向垂直，使结构光束按要求照射至采样点，并且，这样照射使结构光束照射至采样点的光斑形状尽量不发生畸变，避免影响测量数据的准确性。

S12：基于所述被测面的理论模型，模拟所述结构光束照射至所述被测面的所述采样点，并获取所述被测面上所述采样点的理论光学响应。

被测面的理论模型描述了理论上被测面的形貌。被测面上采样点的理论光学响应是指被测面具有理论上的理想形貌时，结构光束照射至采样点时，根据被测面的反射光获得的光学响应。所述理论光学响应能够反映结构光束照射至具有理想形貌的被测面的采样点后，产生的反射光强度。在模拟结构光束照射至被测面的采样点时结构光束的主光轴与被测面上采样点的切向垂直。

S13：基于所述被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构，得到所述被测面的三维图像。

若被测面的实际形貌与理论上的理想形貌一致，则采样点的实际光学响应与理论光学响应相符；若被测面的实际形貌与理想形貌不一致，比如被测面上存在缺陷或者瑕疵，则采样点的实际光学响应与理论光学响应不相符，两者存在偏差。因此，根据被测面上各个采样点的实际光学响应与理论光学响应的差量，对被测面进行三维重构，得到能够反映被测面实际形貌的三维图像。

本实施例基于结构光切向扫描的表面检测方法，以结构光束与采样点的切向垂直的方式照射至被测面来获取采样点的实际光学响应，并且基于被测面的理论模型通过模拟获取采样点的理论光学响应，根据实际光学响应与理论光学响应的差量对被测面进行三维重构，能够实现对为曲面形状的被测面三维测量，能够提高测量准确性，能够应用于椭圆曲面。

本实施例中，对结构光束的具体形式不做限定，结构光束是具有特定模式或者图案的光束，可选地，结构光束可以是但不限于网格化结构光束。结构光束照射到被测面在采样点处形成面分布，比如可以是圆柱形结构光束，这种形式下圆柱形结构光束的中心轴可认为是其主光轴，其照射到被测面在采样点处形成椭圆形分布。

可以预先确定出被测面上采样点的切向，进而控制结构光束的方向，使结构光束照射至被测面，且结构光束的主光轴与被测面的采样点的切向垂直。可选地，向被测面发出结构光束可包括：根据所述被测面的理论模型获得所述被测面的所述采样点的切向量，根据所述切向量控制所述结构光束的方向，使所述结构光束的主光轴与所述被测面的所述采样点的切向垂直。本实施方式中，预先获得了被测面的理论模型，对于被测面上任一采样点，可根据被测面的理论模型确定出本采样点的切向量，进而控制结构光束的方向。示例性地，设被测面某采样点的切向量为T，结构光束的照向量为L，则其两者存在垂直关系，表示为：T•L= 0。根据该关系可以计算出结构光束的照向量，控制其方向，实现对被测面切向的结构光扫描。

在一些实施方式中，本实施例方法还包括：设置二维采样网格（u，v），以对所述被测面进行离散化。通过设置二维采样网格（u，v），对被测面进行离散化以设置采样点，二维采样网格（u，v）的任一网格点（u_i，v_i）对应被测面上的一采样点。可选地，u表示在圆周范围的角度，u的取值范围为[0，2π]，v表示在纬度范围的角度，v的取值范围为[-π/2，π/2]。其中，可根据被测面的理论模型，将网格点（u_i，v_i）对应于被测面上的采样点，i表示第i个网格点。

在一些实施方式中，获取被测面上所述采样点的实际光学响应可包括：获取所述被测面的图像，根据所述图像中所述采样点对应的投影点，获得所述采样点的所述实际光学响应。向被测面发出结构光束，结构光束照射至被测面的采样点而发生反射，通过收集被测面的反射光获取被测面的图像，进而，根据图像获得采样点的实际光学响应。

可选地，根据所述图像中所述采样点对应的投影点，获得所述采样点的所述实际光学响应包括：根据所述被测面上点到成像面的投影关系，在所述图像中确定出所述采样点对应的投影点，以获得所述采样点的所述实际光学响应，所述被测面上点到成像面的投影关系可根据所述被测面与所述成像面的相对位置获得。根据获取被测面图像时，成像面与被测面的相对位置，获得被测面上点到成像面的投影关系，进而，根据被测面上采样点的位置，在图像中确定出其对应的投影点。

示例性地，在一实施例中根据获取被测面图像时成像面与被测面的相对位置，得到被测面上点到成像面的投影关系表示为：

x = X/Z；

y = Y/Z；

其中，（x，y）表示被测面上点在成像面上对应投影点的坐标，（X，Y，Z）表示被测面上点在建立的三维坐标系中的坐标。

可通过以下方法获得上述被测面上点到成像面的投影关系。设投影中心在三维空间的原点O（0，0，0），成像平面设置在Z=d的位置。

三维空间中的点P（X，Y，Z）投影到成像平面上的点为P'（x，y，d），透视投影的合影就是从空间点P到投影中心O的线与成像平面的交点P'。由于在X轴上，从P到O的线段与从P'到O的线段是共线的，那么就有以下比例关系：X/Z = x/d；同理在Y轴上，有比例关系：Y/Z =y/d。由于设置成像平面位于Z = d的位置，可令d = 1（d是一个表示成像平面距离原点的常数，它不影响投影点的坐标比例。当d=1时，成像平面就是Z=1的平面，这样可以简化计算），那么，根据上述的比例关系等式，则有：x = X/Z，y = Y/Z。

在实际应用中，针对不同形状的被测面，相应建立获得被测面的理论模型，比如可根据实物的形状、尺寸等获得实物的被测面的理论模型。示例性地，若被测面为椭圆曲面，所述被测面的理论模型包括所述被测面的参数化数学模型，所述参数化数学模型的参数包括a、b、c以及u、v，其中，a、b和c分别表示椭圆曲面在X轴上的主轴半径、在Y轴上的主轴半径和在Z轴上的主轴半径，u表示在圆周范围的角度，u的取值范围为[0，2π]，v表示在纬度范围的角度，v的取值范围为[-π/2，π/2]，根据所述被测面的参数化数学模型，对应（u，v）获得在所述被测面上对应采样点的位置（X，Y，Z）。

具体地，对于椭圆曲面其参数化数学模型可表示为：

X = a*cos(u)*sin(v)；

Y = b*sin(u)*sin(v)；

Z = c*cos(v)。

其中，（X，Y，Z）表示被测面上点在建立的三维坐标系中的坐标。

该参数化数学模型对椭圆曲面设置了二维采样网格（u，v），二维采样网格的任一网格点（u_i，v_i）可对应被测面上的一采样点，对于网格点（u_i，v_i）可根据上述公式计算获得在被测面上对应采样点的坐标（X_i，Y_i，Z_i）。

相应地，向被测面发出结构光束，使结构光束的主光轴与被测面的采样点的切向垂直可包括：根据所述被测面的参数化数学模型，对应（u，v）获得在所述被测面上对应采样点的位置（X，Y，Z），根据在所述被测面上所述采样点的位置（X，Y，Z）计算获得所述被测面的所述采样点的法向量，根据所述法向量控制所述结构光束的方向，使所述结构光束的主光轴与所述被测面的所述采样点的切向垂直。

相应地，在基于被测面的理论模型，模拟结构光束照射至所述被测面的所述采样点，并获取所述被测面上所述采样点的理论光学响应时，也可以根据被测面的参数化数学模型，对应（u，v）获得在所述被测面上对应采样点的位置（X，Y，Z），根据在所述被测面上所述采样点的位置（X，Y，Z）计算获得所述被测面的所述采样点的法向量，根据所述法向量模拟向被测面发出结构光束，使结构光束的主光轴与被测面的采样点的切向垂直。可选地，可通过光线追踪算法，模拟结构光束照射至被测面的采样点，来获取被测面上采样点的理论光学响应。

在一些实施方式中，基于被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构包括：根据所述被测面上所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，获得所述被测面上所述采样点的面形差量，根据所述被测面上各个所述采样点的面形差量，对所述被测面的理论模型修正，对所述被测面进行三维重构。

对于任一采样点，对比和分析其实际光学响应与理论光学响应，若两者相符，认为被测面上本采样点处实际三维结构与理想形貌一致；若两者有偏差，认为实际形貌与理想形貌不一致，比如被测面上存在缺陷或者瑕疵。示例性地，以光强度表征光学响应，若实际光强度大于理论光强度，两者差量为正，表示被测面上采样点处凸出。进一步地，差量的大小可以与凸出的高程或者高程差异成正比，较大的正差量通常对应于更高的凸出。相反，若实际光强度小于理论光强度，两者差量为负，表示被测面上采样点处凹陷。进一步地，差量的大小可以与凹陷的深度或者高程差异成正比，较大的负差量通常对应于更深的凹陷。

另外，根据被测面上采样点的实际光学响应与理论光学响应的差量，获得被测面上采样点的面形差量，进一步可以得出被测面的缺陷检测结果。比如，对于光学响应差量较大的区域，作为候选缺陷区域输出。

获得被测面的三维图像或者缺陷检测结果之后，获得的被测面的三维图像或者缺陷检测结果可以用于显示、存储或者后续处理。

本基于结构光切向扫描的表面检测方法能够实现对为曲面形状的被测面三维测量，获得复杂曲面的三维数据，可对曲面微小缺陷识别。本方法可推广应用于复杂非平面表面的三维检测，如机械部件的涡轮表面、光学元素的非球面等，同时可提供支持其他表面处理任务，例如激光打标、喷涂等。本技术可广泛服务于智能制造等领域，具有重要的科学意义和应用前景。

本实施例还提供一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测系统，包括：

扫描组件，用于向被测面发出结构光束且所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，并获取所述被测面上所述采样点的实际光学响应；

获取模块，用于基于所述被测面的理论模型，模拟所述结构光束照射至所述被测面的所述采样点，并获取所述被测面上所述采样点的理论光学响应；

检测模块，用于基于所述被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构，得到所述被测面的三维图像。

本实施例的基于结构光切向扫描的表面检测系统以结构光束与采样点的切向垂直的方式照射至被测面，来获取采样点的实际光学响应，并且基于被测面的理论模型通过模拟获取采样点的理论光学响应，根据实际光学响应与理论光学响应的差量对被测面进行三维重构，能够实现对为曲面形状的被测面三维测量，能够提高测量准确性，能够应用于椭圆曲面。

在一些实施方式中，扫描组件可包括：

激光发生器21，用于发出结构光束；

扫描镜22，其二维朝向可控，用于控制所述结构光束的出射方向；

图像获取装置，用于获取所述被测面的图像。

本实施例中，对激光发生器21的类型、结构不做限定，只要能产生符合要求的结构光束即可。

扫描镜22即二维扫描镜，通过将入射至本扫描镜22的光线反射来调控光线的方向。通过控制二维扫描镜的角度，可以改变结构光束的照射方向。这是实现对被测面切向扫描的关键部件。通过扫描镜22控制结构光束的方向，使结构光束依次地照射被测面的各个采样点，对被测面扫描。对于每一采样点，需要确保结构光束的照射方向与被测面上采样点的切向量垂直，以能获取表面的切向信息。

本实施例中，对图像获取装置的类型、结构不做限定，可采用但不限于工业相机。可参考图2，图2为一实施例提供的一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测系统的示意图，如图所示，包括激光发生器21、扫描镜22、工业相机23和处理器24。工业相机23用于采集图像，并将数据传输到处理器24进行处理和分析，处理器24运行相应算法，进行获取模块和检测模块所实现的方法过程。

本实施例中，获取模块、检测模块进行相应过程的具体实施方式均可参考上面关于基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法的实施方式中相应内容，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法，其特征在于，包括：

向被测面发出结构光束且所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，获取所述被测面上所述采样点的实际光学响应，所述实际光学响应反映所述结构光束照射至所述被测面的采样点后产生的反射光强度，其中包括：获取所述被测面的图像，根据所述被测面上点到成像面的投影关系，在所述图像中确定出所述采样点对应的投影点，以获得所述采样点的所述实际光学响应，所述被测面上点到成像面的投影关系根据所述被测面与所述成像面的相对位置获得；

基于所述被测面的理论模型，模拟所述结构光束照射至所述被测面的所述采样点，并获取所述被测面上所述采样点的理论光学响应，所述被测面的理论模型描述了理论上所述被测面的形貌，在模拟所述结构光束照射至所述被测面的采样点时所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，所述理论光学响应反映所述结构光束照射至具有理论上的理想形貌的被测面的采样点后，产生的反射光强度；

基于所述被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构，得到所述被测面的三维图像，其中包括：根据所述被测面上所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，获得所述被测面上所述采样点的面形差量，根据所述被测面上各个所述采样点的面形差量，对所述被测面的理论模型修正，对所述被测面进行三维重构。

2.根据权利要求1所述的基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法，其特征在于，向被测面发出结构光束包括：

根据所述被测面的理论模型获得所述被测面的所述采样点的切向量，根据所述切向量控制所述结构光束的方向，使所述结构光束的主光轴与所述被测面的所述采样点的切向垂直。

3.根据权利要求1所述的基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法，其特征在于，还包括：

设置二维采样网格（U，V），以对所述被测面进行离散化, 其中根据所述被测面的理论模型，将网格点（U_i，V_i）对应于所述被测面上的采样点，i表示第i个网格点。

4.根据权利要求1所述的基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法，其特征在于，所述被测面为椭圆曲面；

所述被测面的理论模型包括所述被测面的参数化数学模型，所述参数化数学模型的参数包括a、b、c以及u、v，其中，a、b和c分别表示椭圆曲面在X轴上的主轴半径、在Y轴上的主轴半径和在Z轴上的主轴半径，u表示在圆周范围的角度，u的取值范围为[0，2π]，v表示在纬度范围的角度，v的取值范围为[-π/2，π/2]，根据所述被测面的参数化数学模型，对应（u，v）获得在所述被测面上对应采样点的位置（X，Y，Z）。

5.根据权利要求4所述的基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测方法，其特征在于，向被测面发出结构光束包括：

根据所述被测面的参数化数学模型，对应（u，v）获得在所述被测面上对应采样点的位置（X，Y，Z），根据在所述被测面上所述采样点的位置（X，Y，Z）计算获得所述被测面的所述采样点的法向量，根据所述法向量控制所述结构光束的方向，使所述结构光束的主光轴与所述被测面的所述采样点的切向垂直。

6.一种基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测系统，其特征在于，包括：

扫描组件，用于向被测面发出结构光束且所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，并获取所述被测面上所述采样点的实际光学响应，所述实际光学响应反映所述结构光束照射至所述被测面的采样点后产生的反射光强度，其中包括：获取所述被测面的图像，根据所述被测面上点到成像面的投影关系，在所述图像中确定出所述采样点对应的投影点，以获得所述采样点的所述实际光学响应，所述被测面上点到成像面的投影关系根据所述被测面与所述成像面的相对位置获得；

获取模块，用于基于所述被测面的理论模型，模拟所述结构光束照射至所述被测面的所述采样点，并获取所述被测面上所述采样点的理论光学响应，所述被测面的理论模型描述了理论上所述被测面的形貌，在模拟所述结构光束照射至所述被测面的采样点时所述结构光束的主光轴与所述被测面上采样点的切向垂直，所述理论光学响应反映所述结构光束照射至具有理论上的理想形貌的被测面的采样点后，产生的反射光强度；

检测模块，用于基于所述被测面的理论模型，根据所述被测面上各个所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，对所述被测面进行三维重构，得到所述被测面的三维图像，其中包括：根据所述被测面上所述采样点的所述实际光学响应与所述理论光学响应的差量，获得所述被测面上所述采样点的面形差量，根据所述被测面上各个所述采样点的面形差量，对所述被测面的理论模型修正，对所述被测面进行三维重构。

7.根据权利要求6所述的基于结构光切向扫描的表面工业视觉检测系统，其特征在于，所述扫描组件包括：

激光发生器，用于发出结构光束；

扫描镜，其二维朝向可控，用于控制所述结构光束的出射方向；

图像获取装置，用于获取所述被测面的图像。