CN118067737A - 一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和装置，方法包括：将待测的回转体安装在可控转台上，通过可控转台驱动回转体旋转到不同的测量位置，在不同测量位置下，根据线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息，调整线阵成像模组的空间位姿，使得回转体的当前被测区域完全位于线阵成像模组的焦深范围内，然后获取回转体表面当前被测区域的纹理信息和深度信息；将各测量位置获取的相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合，从而提取回转体表面的瑕疵信息和三维形貌信息。与现有技术相比，本发明能够在回转体旋转过程中实时追焦，保证了成像模组在高放大倍率、小景深的镜组下能清晰成像。

Description

一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和装置

技术领域

本发明涉及工业瑕疵检测技术领域，尤其是涉及一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和装置。

背景技术

圆柱、圆锥形器件在工业场景中十分常见，如轴承、换向器、管材、晶锭等等，这些工件表面的划痕、开裂、点蚀等会对其工作性能产生影响，甚至直接造成器件的失效。瑕疵检测系统可以快速完成质量评估，提高良品率并针对性地改进工艺，提高生产效率。通常瑕疵的大小为百微米级，而细小的划痕可能宽度只有20um左右，因此检测系统需要具有足够高的空间分辨力，并且具有足够的采样速度，以满足工业现场的快速检测。

传统基于形貌的瑕疵检测技术最常用的是线激光测量仪，测量仪将线性激光投射到高低起伏被测物体上，物体形貌的调制使得线激光发生对应的弯曲，探测相机获取曲线后通过几何关系的解算就可以得到这一条线性激光所对应的物体上的各点的高度值。进一步地，沿着线性激光的垂直方向扫描物体，所采集的数据进行处理后，就可以得到物体的三维信息。但是该方法对细而浅的瑕疵识别能力不强，且对金属、晶圆等高反射率表面测量效果不佳，另外还存在成本高、安装精度要求高等问题，因而在回转体瑕疵检测领域难以广泛应用。

随着计算机视觉技术的快速发展，使用相机获取图片信息，对图片中的划痕、损伤进行判别和定位，逐渐成为主流。使用线阵相机，扫描回转体进行图像拼接，得到完整一圈的外观，并通过机器视觉相关的算法实现瑕疵检测，如公开号为CN115901624A的发明公开的一种回转体零件瑕疵检测装置。但是当前的系统只适用于标准圆柱体的情况，由于高放大倍率的物镜景深较小，异形回转体母线倾斜使得成像线的两端物距不同，导致物体严重离焦；另一方面，回转体本身圆度和安装过程同心度同样会导致物距发生变化，导致离焦，影响成像质量，进而出现瑕疵的误检或漏检。为了保证系统的分辨力达到10um，需要使用高放大倍率的镜组，才能检测出金属表面较为细小的瑕疵，因此需要实时调整视觉成像系统的空间位置与姿态，完成线阵相机的连续追焦，保证整体系统的可用性，高的分辨力会造成物镜景深受限的问题，例如当分辨力在7微米的时候，物镜实际景深在50微米左右。此外，相机拍摄只能获取瑕疵长度、宽度或直径等二维信息，无法得到深度数据，与还原出真实的瑕疵信息还有很大距离。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在成像模组在大放大倍率下无法对整个曲面清晰自动对焦的缺陷而提供一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，包括以下步骤：

将待测的回转体安装在可控转台上，设置物镜用于采集光束，设置线阵成像模组用于采集回转体表面的纹理信息，设置线阵追焦模组用于获取线阵成像模组与回转体之间的相对位姿信息以及回转体表面上当前被测区域的深度信息，设置位姿调整模组用于调整线阵追焦模组和线阵成像模组的空间位姿；

通过可控转台驱动回转体旋转到不同的测量位置，在不同测量位置下，根据线阵追焦模组获取线阵成像模组与回转体之间的相对位姿信息，调整线阵成像模组和线阵追焦模组的空间位姿，使得回转体的当前被测区域完全位于线阵成像模组的焦深范围内，然后获取回转体表面当前被测区域的纹理信息和深度信息；

将各测量位置获取的相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合，从而提取回转体表面的瑕疵信息和三维形貌信息。

进一步地，所述线阵追焦模组获取线阵成像模组与回转体之间的相对位姿信息的过程具体包括：

产生能够识别物体离焦大小和方向的偏置线激光，并照射到回转体表面；

由线阵追焦模组中的追焦相机获取偏置线激光在回转体表面的反射的光斑，偏置线激光上各点到回转体表面的距离将使得反射光斑所对应的各点在横向发生拓展，拓展尺寸以像素数量计算，根据像元尺寸换算为回转体当前被测区域上n个点拓展的实际尺寸{d₁,d₂,…,d_n}；

所述回转体当前被测区域上n个点拓展的实际尺寸的计算表达式为：

d_i＝P_ZC_xi,i＝1,2,…,n

式中，i为回转体当前被测区域的点的编号，P_Z为线阵追焦模组中追焦相机的像元尺寸，C_xi为追焦相机成像图片中，被测区域第i个点对应的反射光斑边缘的坐标；

所述回转体当前被测区域各点的离焦量计算公式为：

式中，i为回转体当前被测区域的点的编号，δ_i为回转体当前被测区域第i个点对应的离焦量，f₁为物镜焦距，f₂为线阵追焦模组的聚焦镜焦距，d_i为回转体当前被测区域第i个点对应反射光斑上拓展的尺寸，a为线偏置模块提供的偏置线激光的初始宽度；

最后，根据拓展的实际尺寸，计算回转体当前被测区域各点的离焦量，使用坐标变换矩阵计算线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息。

进一步地，所述调整线阵成像模组和线阵追焦模组的空间位姿的过程具体为：

根据所述相对位姿信息，采用六轴运动系统对线阵成像模组进行三维平移和俯仰、偏摆与横滚角度调整，使得物镜焦平面与回转体表面的最佳拟合平面平行，且线阵成像模组位于最清晰成像位置。

进一步地，所述深度信息的获取过程具体为：

通过线阵追焦模组获取偏置线激光在回转体表面的反射的光斑，根据深度和光斑尺寸的线性关系，以物镜焦平面为原始平面，得到的回转体表面的起伏数据，并结合回转体的转台转轴和线阵追焦模组之间的相对位姿信息，得到回转体表面的三维形貌数据，作为所述深度信息。

进一步地，沿轴向移动物镜位置，通过物镜位置的改变来调整线阵成像模组和线阵追焦模组的空间位姿，使得线阵成像模组位于最清晰成像位置。

进一步地，将相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合的过程包括：

对于规则的回转体，将各测量位置的位姿信息转换为空间坐标，将深度信息叠加到对应测量位置的空间坐标上，并进行数据拟合、误差修正处理，得到高精度点云；将各测量位置的纹理信息的像素点对应到所述高精度点云上，形成具有纹理信息的多模态点云；

对于异形回转体，将各测量位置的位姿信息、纹理信息和深度信息送入预先训练好的神经网络中，进行坐标匹配、深度叠加和纹理赋值，得到具有纹理信息的多模态点云。

进一步地，所述方法还包括对数据融合后得到的回转体表面的多模态数据进行处理，从而提取表面的瑕疵信息；

所述多模态数据的处理过程包括：

将多模态数据中包含空间坐标和颜色纹理的点云数据输入预先训练好的神经网络中进行瑕疵类型的分类；

根据位姿信息和瑕疵类型信息将点云聚类，属于相同瑕疵类型的点被划分到一个点云集合；

根据点云聚类结果，重构回转体的三维模型，并在该三维模型上标记瑕疵信息，该瑕疵信息包括瑕疵类型、瑕疵面积、瑕疵中心坐标和瑕疵外接矩形。

本发明还提供一种实现如上所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法的回转体瑕疵检测装置，用于对回转体进行瑕疵检测，包括可控转台、线阵追焦模组、分光镜、物镜、二向色镜、计算控制单元、位姿调整模组、照明光源和线阵成像模组，所述线阵成像模组包括筒镜和线阵相机，所述线阵追焦模组包括定焦光源、线偏置模组和聚焦镜、追焦相机；所述线阵追焦模组、分光镜、物镜、二向色镜、照明光源和线阵成像模组均搭载在所述位姿调整模组上；所述回转体安装在可控转台上；

所述定焦光源发出的激光经过线偏置模组形成偏置线激光，由分光镜反射进入物镜在回转体表面汇聚成定焦线激光；所述物镜收集定焦线激光经回转体反射的光，传播至二向色镜后反射经聚焦镜进入追焦相机；所述计算控制单元根据拍摄到的定焦激光计算出离焦量和空间位姿，驱动位姿调整模组进行实时对焦；

所述照明光源发出可见光使得回转体表面受到均匀光照，回转体由光照产生的反射光经过二向色镜透射进入筒镜，照射到线阵成像模组内，由线阵成像模组采集回转体表面的纹理信息。

进一步地，所述线偏置模组包括准直透镜、偏置矩形光阑和柱透镜，所述定焦光源发出的激光经过所述准直透镜后成为平行光，该平行光经过偏置矩形光阑遮挡一半光，形成偏置激光；该偏置激光经过柱透镜进行一个方向上的聚焦，另一方向仍保持平行光，即形成偏置线激光。

进一步地，所述计算控制单元实时获取追焦相机的图片并计算空间位姿，驱动位姿调整模组调整位姿，构成一个闭环的反馈控制系统，实现实时追焦。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明提出的实时线阵追焦方法，可以检测出回转体在一条线上是否在成像模组的焦深内，适用于回转体在高放大倍率下清晰成像；位姿调整模组根据追焦光路的结果实时计算出位姿调整数据并完成调整，实现线阵相机在不同景深、复杂表面物体情况下的实时清晰成像；因此本发明提出的光学追焦是一种针对曲面物体的通用对焦方案，解决成像模组在大放大倍率下无法对整个曲面清晰自动对焦的问题，能够广泛应用在曲面自动追焦成像。

(2)本发明提出的实时线阵追焦模组与位姿调整模组配合，在闭环控制、实时追焦的基础上，通过位姿数据和深度数据，输出被测物表面的高精度点云信息，反映物体表面的形貌。

(3)本发明的线阵追焦模组和线阵成像模组通过二向色镜分波段工作，互不干扰，保证了实时调整、实时测量，提高该方法的通用性，使其适用于更多不同场景和条件下的测量需求。

(4)本发明提出的多模态点云融合了三维形貌数据与纹理信息，实现了回转体的多维度测量，为瑕疵检测提供了更多的参考依据和信息来源。这种先进的数据融合方法将进一步提高瑕疵检测的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种回转体瑕疵检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种线阵追焦模组与线阵成像模组的组成示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法的流程示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种线阵追焦模组光路原理图；

图5为本发明实施例中提供的一种被测区域离焦情况与反射光斑形状的关系示意图；

图6为本发明实施例中提供的一种测量表面规则、高反射率的回转体的回转体瑕疵检测装置的结构示意图；

图7为本发明实施例中提供的一种测量异形表面、中低反射率的回转体的回转体瑕疵检测装置的结构示意图；

图8为采用本发明基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和未采用上述基于线阵追焦的现有方法的第一效果对比图；

图9为采用本发明基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和未采用上述基于线阵追焦的现有方法的第二效果对比图；

图中，1、定焦光源，2、线偏置模组，3、分光镜，4、物镜，5、回转体，6、二向色镜，7、追焦相机，8、计算控制单元，9、位姿调整模组，10、照明光源，11、筒镜，12、线阵相机，13、聚焦镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

如图3所示，本实施例提供一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，包括以下步骤：

将待测的回转体安装在可控转台上，设置物镜用于采集光束，设置线阵成像模组用于采集回转体表面的纹理信息，设置线阵追焦模组用于获取线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息；

通过可控转台驱动回转体旋转到不同的测量位置，在不同测量位置下，根据线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息，调整线阵成像模组的空间位姿，使得回转体的当前被测区域完全位于线阵成像模组的焦深范围内，然后获取回转体表面当前被测区域的纹理信息和深度信息；

将各测量位置获取的相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合，从而提取回转体表面的瑕疵信息。

相当于，上述方法包括以下步骤：

S0：将安装在可控转台上的回转体置于初始测量角度；设置物镜用于采集光束，设置线阵成像模组用于采集回转体表面的纹理信息，设置线阵追焦模组用于获取线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息；设置位姿调整模组用于调整线阵追焦模组和线阵成像模组的空间位姿；

S1：使用线阵追焦模组获取线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息；

S2：基于获取的相对位姿信息，利用位姿调整模组调整线阵成像模组的空间位姿，确保回转体表面当前被测区域完全位于线阵成像模组的焦深范围内；

S3：利用线阵成像模组获取回转体表面当前被测区域的纹理信息，并使用线阵追焦模组获取当前被测区域的深度信息；

S4：控制转台将回转体旋转至下一个测量位置，并重复执行步骤S1至S3，直至完成对回转体所有感兴趣区域的测量；

S5：将各测量位置获取的相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合，以获得被测回转体表面的多模态数据；

S6：对被测回转体表面的多模态数据进行处理，精确提取表面的瑕疵信息。

具体地，步骤S1中，线阵追焦模组获取线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息的具体步骤为：

S101：产生能够识别物体离焦大小和方向的偏置线激光，并照射到回转体表面；

S102：回转体表面的反射光受到离焦方向和大小的调制，由于反射光斑宽度与离焦量的线性关系，线阵追焦模组会采集到不同宽度的光斑；

如图4和图5所示，回转体当前被测区域各点的离焦量计算公式为：

式中，i为回转体当前被测区域的点的编号，δ_i为回转体当前被测区域第i个点对应的离焦量，f₁为物镜焦距，f₂为线阵追焦模组的聚焦镜焦距，d_i为回转体当前被测区域第i个点对应反射光斑上拓展的尺寸，a为线偏置模块提供的偏置线激光的初始宽度。

S103：线阵追焦模组根据偏置线激光在回转体表面的反射的光斑尺寸，计算回转体当前被测区域每个点的离焦量，从而计算线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息，包括x、y、z三轴距离和俯仰、偏摆与横滚三轴相对角度。

步骤S2中，利用位姿调整模组调整线阵成像模组的空间位姿的具体步骤为：

根据测得的相对位姿信息，采用六轴运动系统对线阵成像模组进行三维平移和俯仰、偏摆与横滚角度调整，使得物镜焦平面与回转体表面的法平面平行，且距离为物镜焦距，实现成像模组的对焦。

步骤S3中，深度信息的获取过程具体为：

通过线阵追焦模组获取偏置线激光在回转体表面的反射的光斑，根据深度和光斑尺寸的线性关系，以物镜焦平面为原始平面，得到的回转体表面的起伏数据，并结合回转体的转台转轴和线阵追焦模组之间的相对位姿信息，得到回转体表面的三维形貌数据，作为所述深度信息。

步骤S3中，当所述线阵成像模组的空间位姿调整到最佳位置时，所述线阵成像模组和线阵追焦模组同步进行数据采集，使得采集的深度数据与纹理数据对应回转体的同一被测区域。

即纹理信息获取和深度信息获取是同步的，具体为：线阵成像模组调整到最佳位置时，线阵追焦模组也在最佳空间位姿；两模组同时成像采集，确保深度数据与纹理数据对应同一被测区域，线阵追焦模组、线阵成像模组共同构成实时、闭环控制的测量系统，实现诸如锥面、变换曲型回转面等复杂回转表面的测量。通常照明光源实际使用的可见光波段和用于追焦的线光源红外波段分离，使用特定参数的二向色镜保证两个波段的光在追焦和测量过程中不会相互串扰。

步骤S5中，将相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合的过程包括：

对于规则的回转体，将各测量位置的位姿信息转换为空间坐标，将深度信息叠加到对应测量位置的空间坐标上，并进行数据拟合、误差修正处理，得到高精度点云；将各测量位置的纹理信息的像素点对应到所述高精度点云上，形成具有纹理信息的多模态点云；

数据拟合和误差修正处理具体包括：

使用最小二乘法进行平面圆拟合，剔除工件装夹引入的偏心、倾斜等误差，得到高精度点云，公式如下：

圆方程为：

x²+y²+ax+by+c＝0

对于参数a,b,c，有如下计算公式：

式中，Xi,Yi为回转体上第i个点的二维坐标，N为回转体一圈采集的图像数量，i＝1,2,…,N。

对于异形回转体，将各测量位置的位姿信息、纹理信息和深度信息送入预先训练好的神经网络MVSNet中，利用神经网络的泛化能力自动完成异形回转体的坐标匹配、深度叠加和纹理赋值，形成具有纹理信息的多模态点云。

步骤S6中，多模态数据的处理过程包括：

将多模态数据中包含空间坐标和颜色纹理的点云数据输入预先训练好的神经网络中进行瑕疵类型的分类；

根据空间位置和瑕疵类型信息将点云聚类，属于相同瑕疵类型的点被划分到一个点云集合；

根据点云聚类结果，重构回转体的三维模型，并在该三维模型上标记瑕疵信息，该瑕疵信息包括瑕疵类型、瑕疵面积、瑕疵中心坐标和瑕疵外接矩形。

具体包括：

S601：将多模态数据中包含空间坐标和颜色纹理的点云数据输入神经网络进行分类，类别为无瑕疵、麻面、划痕、色斑、裂纹、斑点共计6类；

S602：根据空间位置和类别信息将点云聚类，属于相同瑕疵的点划分到一个点云集合；

S603：重构回转体的三维模型，并在此基础上标记瑕疵，形成回转体瑕疵测量的最终结果，输出的瑕疵信息包括瑕疵类型、瑕疵面积、中心坐标、外接矩形。

实施例2

本实施例提供一种实现如实施例1的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法的回转体瑕疵检测装置，用于对回转体5进行瑕疵检测，包括可控转台、线阵追焦模组、分光镜3、物镜4、二向色镜6、计算控制单元8、位姿调整模组9、照明光源10和线阵成像模组，线阵成像模组包括筒镜11和线阵相机12，线阵追焦模组包括定焦光源1、线偏置模组2和聚焦镜13、追焦相机7；线阵追焦模组、分光镜3、物镜4、二向色镜6、照明光源10和线阵成像模组均搭载在位姿调整模组9上；回转体5安装在可控转台上；

定焦光源1发出的激光经过线偏置模组2形成偏置线激光，由分光镜3反射进入物镜4在回转体5表面汇聚成定焦线激光；物镜4收集定焦线激光经回转体5反射的光，传播至二向色镜6后反射经聚焦镜13进入追焦相机7；计算控制单元8根据拍摄到的定焦激光计算出离焦量和空间位姿，驱动位姿调整模组9进行实时对焦；

照明光源10发出可见光使得回转体5表面受到均匀光照，回转体5由光照产生的反射光经过二向色镜6透射进入筒镜11，照射到相机上，由相机采集回转体5表面的纹理信息。

可选的，线偏置模组2包括准直透镜、偏置矩形光阑和柱透镜，定焦光源1发出的激光经过准直透镜后成为平行光，该平行光经过偏置矩形光阑遮挡一半光，形成偏置激光；该偏置激光经过柱透镜进行一个方向上的聚焦，另一方向仍保持平行光，即形成偏置线激光。

偏置线激光在回转体表面的反射光受到回转体表面离焦方向和大小的调制而呈现不同的形状，根据对应的关系式计算出物镜焦平面与被测平面的相对空间位姿。

由追焦相机1、定焦光源2、线偏置模组3构成的线阵追焦模组和位姿调整模组9共同构成实时线阵追焦机构，具体的：

定焦光源2、线偏置模组3与追焦相机1的光路通过二向色镜6、分光镜3、物镜4耦合，三个单元共同搭载在位姿调整模组9，计算控制单元8实时获取追焦相机的图片并计算离焦量，驱动位姿调整模组9调整位姿，构成一个闭环的反馈控制系统，实现实时追焦。

如图6所示，本实施例的回转体瑕疵检测装置测量表面规则、高反射率的回转体，具体为金属圆柱。测量过程为：待测回转体安装在可控转台上置于初始位置，红外的定焦光源1由准直透镜扩束为平行光，经过偏置矩形光阑和柱透镜生成偏置线激光，经过分光镜和物镜最终照射在被测回转体上；线激光反射经过物镜、分光镜、二向色镜进入追焦相机，根据光斑形状计算相对位姿，位姿调整模组执行，实现聚焦；使用暗场照明确保光照均匀并采集纹理信息，同步采集深度信息和位姿信息；转台旋转一定角度开始下一次测量，直至测量完成。采用使用传统方法对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合，最小二乘拟合圆并剔除误差点，形成点云，进一步将纹理信息的像素点对应到高精度点云上，形成具有纹理信息的多模态点云。

如图8和图9所示，为采用本发明基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法和未采用上述基于线阵追焦的现有方法的效果对比，通过对比可以发现，采用本发明方法的检测效果清晰度更高。

实施例3

如图7所示，本实施例与实施例2大体相同，不同点在于，本实施例用于测量异形表面、中低反射率的回转体，本实施例使用明场光源照明和线阵相机进行成像，瑕疵区域比光滑的物体表面亮度低；回转体表面的深度信息、位姿信息和纹理信息融合相对复杂，使用神经网络MVSNet进行数据融合，剔除误差点，完成坐标匹配，形成具有纹理信息的多模态点云。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待测的回转体安装在可控转台上，设置物镜用于采集光束，设置线阵成像模组用于采集回转体表面的纹理信息，设置线阵追焦模组用于获取线阵成像模组与回转体之间的相对位姿信息以及回转体表面上当前被测区域的深度信息，设置位姿调整模组用于调整线阵追焦模组和线阵成像模组的空间位姿；

通过可控转台驱动回转体旋转到不同的测量位置，在不同测量位置下，根据线阵追焦模组获取线阵成像模组与回转体之间的相对位姿信息，调整线阵成像模组和线阵追焦模组的空间位姿，使得回转体的当前被测区域完全位于线阵成像模组的焦深范围内，然后获取回转体表面当前被测区域的纹理信息和深度信息；

将各测量位置获取的相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合，从而提取回转体表面的瑕疵信息和三维形貌信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，其特征在于，所述线阵追焦模组获取线阵成像模组与回转体之间的相对位姿信息的过程具体包括：

产生能够识别物体离焦大小和方向的偏置线激光，并照射到回转体表面；

由线阵追焦模组中的追焦相机获取偏置线激光在回转体表面的反射的光斑，偏置线激光上各点到回转体表面的距离将使得反射光斑所对应的各点在横向发生拓展，拓展尺寸以像素数量计算，对于回转体当前被测区域上n个点，根据像元尺寸换算为实际尺寸{d₁,d₂,…,d_n}；

所述对于回转体当前被测区域上n个点，根据像元尺寸换算为实际尺寸的计算表达式为：

d_i＝P_ZC_xi,i＝1,2,…,n

式中，i为回转体当前被测区域的点的编号，P_Z为线阵追焦模组中追焦相机的像元尺寸，C_xi为追焦相机成像图片中，被测区域第i个点对应的反射光斑边缘的坐标；

所述回转体当前被测区域各点的离焦量计算公式为：

式中，i为回转体当前被测区域的点的编号，δ_i为回转体当前被测区域第i个点对应的离焦量，f₁为物镜焦距，f₂为线阵追焦模组的聚焦镜焦距，d_i为回转体当前被测区域第i个点对应反射光斑上拓展的尺寸，a为线偏置模块提供的偏置线激光的初始宽度；

最后，根据拓展的实际尺寸，计算回转体当前被测区域各点的离焦量，使用坐标变换矩阵计算线阵成像模组与回转体当前被测区域之间的相对位姿信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，其特征在于，所述调整线阵成像模组和线阵追焦模组的空间位姿的过程具体为：

根据所述相对位姿信息，采用六轴运动系统对线阵成像模组进行三维平移和俯仰、偏摆与横滚角度调整，使得物镜焦平面与回转体表面的最佳拟合平面平行，且线阵成像模组位于最清晰成像位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，其特征在于，所述深度信息的获取过程具体为：

通过线阵追焦模组获取偏置线激光在回转体表面的反射的光斑，根据深度和光斑尺寸的线性关系，以物镜焦平面为原始平面，得到的回转体表面的起伏数据，并结合回转体的转台转轴和线阵追焦模组之间的相对位姿信息，得到回转体表面的三维形貌数据，作为所述深度信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，其特征在于，沿轴向移动物镜位置，通过物镜位置的改变来调整线阵成像模组和线阵追焦模组与回转体的对焦情况，使得线阵成像模组位于最清晰成像位置。

6.根据权利要求1所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，其特征在于，将相对位姿信息、深度信息和纹理信息进行数据融合的过程包括：

对于规则的回转体，将各测量位置的位姿信息转换为空间坐标，将深度信息叠加到对应测量位置的空间坐标上，并进行数据拟合、误差修正处理，得到高精度点云；将各测量位置的纹理信息的像素点对应到所述高精度点云上，形成具有纹理信息的多模态点云；

对于异形回转体，将各测量位置的位姿信息、纹理信息和深度信息送入预先训练好的神经网络中，进行坐标匹配、深度叠加和纹理赋值，得到具有纹理信息的多模态点云。

7.根据权利要求1所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法，其特征在于，所述方法还包括对数据融合后得到的回转体表面的多模态数据进行处理，从而提取表面的瑕疵信息；

所述多模态数据的处理过程包括：

将多模态数据中包含空间坐标和颜色纹理的点云数据输入预先训练好的神经网络中进行瑕疵类型的分类；

根据位姿信息和瑕疵类型信息将点云聚类，属于相同瑕疵类型的点被划分到一个点云集合；

根据点云聚类结果，重构回转体的三维模型，并在该三维模型上标记瑕疵信息，该瑕疵信息包括瑕疵类型、瑕疵面积、瑕疵中心坐标和瑕疵外接矩形。

8.一种实现如权利要求1-7任一所述的一种基于线阵追焦的回转体瑕疵检测方法的回转体瑕疵检测装置，用于对回转体(5)进行瑕疵检测，其特征在于，包括可控转台、线阵追焦模组、分光镜(3)、物镜(4)、二向色镜(6)、计算控制单元(8)、位姿调整模组(9)、照明光源(10)和线阵成像模组，所述线阵成像模组包括筒镜(11)和线阵相机(12)，所述线阵追焦模组包括定焦光源(1)、线偏置模组(2)、聚焦镜(13)和追焦相机(7)；所述线阵追焦模组、分光镜(3)、物镜(4)、二向色镜(6)、照明光源(10)和线阵成像模组均搭载在所述位姿调整模组(9)上；所述回转体(5)安装在可控转台上；

所述定焦光源(1)发出的激光经过线偏置模组(2)形成偏置线激光，由分光镜(3)反射进入物镜(4)在回转体(5)表面汇聚成定焦线激光；所述物镜(4)收集定焦线激光经回转体(5)反射的光，传播至二向色镜(6)后反射经聚焦镜(13)进入追焦相机(7)；所述计算控制单元(8)根据拍摄到的定焦激光计算出离焦量和空间位姿，驱动位姿调整模组(9)进行实时对焦；

所述照明光源(10)发出可见光使得回转体(5)表面受到均匀光照，回转体(5)由光照产生的反射光经过二向色镜(6)透射进入筒镜(11)，照射到线阵成像模组上，由线阵成像模组采集回转体(5)表面的纹理信息。

9.根据权利要求8所述的回转体瑕疵检测装置，其特征在于，所述线偏置模组(2)包括准直透镜、偏置矩形光阑和柱透镜，所述定焦光源(1)发出的激光经过所述准直透镜后成为平行光，该平行光经过偏置矩形光阑遮挡一半光，形成偏置激光；该偏置激光经过柱透镜进行一个方向上的聚焦，另一方向仍保持平行光，即形成偏置线激光。

10.根据权利要求8所述的回转体瑕疵检测装置，其特征在于，所述计算控制单元(8)实时获取追焦相机(7)的图片并计算空间位姿，驱动位姿调整模组(9)调整位姿，构成一个闭环的反馈控制系统，实现实时追焦。