本項(xiàng)目旨在研究基于雙相機(jī)的紋理彩色映射技術(shù)，通過(guò)為每個(gè)已測(cè)量得到的空間點(diǎn)坐標(biāo)賦予顏色值來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的彩色化。該技術(shù)使每個(gè)三維空間點(diǎn)，不僅具有坐標(biāo)定位信息，還攜帶了顏色信息，從而在三維測(cè)量過(guò)程中既采集工件表面的三維點(diǎn)群數(shù)據(jù)，也采集表面不同區(qū)域的顏色值，并根據(jù)這些顏色值進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理，直接在三維空間中對(duì)復(fù)雜曲面的區(qū)域進(jìn)行分割。這種方法大大簡(jiǎn)化了后期點(diǎn)云處理的難度，包括點(diǎn)云的匹配。

這項(xiàng)技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)在于，它使得在同一曲面上提取不同顏色紋理區(qū)域的邊緣輪廓變得更加容易。通過(guò)確保每個(gè)三維點(diǎn)坐標(biāo)都帶有顏色信息，能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別和提取不同顏色區(qū)域及其邊緣輪廓，從而實(shí)現(xiàn)更真實(shí)和生動(dòng)的視覺效果。此外，該技術(shù)還能夠擴(kuò)展對(duì)模型的分析和處理能力，為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和處理提供更多可能性和靈活性。

圖1 機(jī)器人眼在手方式進(jìn)行三維測(cè)量

與測(cè)量所得含有顏色紋理的三位點(diǎn)群數(shù)據(jù)

相關(guān)參數(shù)指標(biāo)如下表所示：

（1）采用雙相機(jī)進(jìn)行光路設(shè)計(jì)，利用機(jī)器人等機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)學(xué)正逆解）的關(guān)系，進(jìn)行三維空間點(diǎn)坐標(biāo)提取以及對(duì)應(yīng)點(diǎn)的色彩紋理映射，實(shí)現(xiàn)掃描物體表面與紋理色彩的提取，其使得能夠更細(xì)致地觀察和研究模型的外觀屬性，進(jìn)一步拓展了三維相機(jī)在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力；

（2）項(xiàng)目設(shè)計(jì)的線結(jié)構(gòu)光3D相機(jī)內(nèi)嵌了ARM+FPGA的架構(gòu)，使得HDR技術(shù)和光條提取技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)及產(chǎn)品集成，提高了圖像處理速率?；贏RM+FPGA的HDR圖像處理算法的三維點(diǎn)云掃描，能夠更加有效地解決工件掃描中高光區(qū)過(guò)度曝光及暗區(qū)細(xì)節(jié)還原的技術(shù)難題；

（3）基于自主開發(fā)的掃描軟件，實(shí)現(xiàn)3D相機(jī)標(biāo)定、參數(shù)設(shè)置、三維重建以及與各種數(shù)字控制系統(tǒng)集成，客戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，可以自行進(jìn)行特定功能的開發(fā)。

技術(shù)成熟度達(dá)到貨架產(chǎn)品級(jí)別。已研制完成具有色彩紋理映射功能的線激光3D相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，并成功應(yīng)用制鞋自動(dòng)化產(chǎn)線、航空葉片等的修復(fù)，實(shí)現(xiàn)視覺引導(dǎo)的機(jī)器人噴膠、打粗、銑削等工藝，目前正在鞋服、新能源等領(lǐng)域開項(xiàng)目推廣。

具有色彩紋理映射功能的線激光3D相機(jī)在三維重建、三維測(cè)量、缺陷檢測(cè)以及視覺引導(dǎo)應(yīng)用廣泛，非常適用于新能源、3C電子、鞋服、航空葉片修復(fù)等領(lǐng)域的智能制造需求。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)：

該成果包括多項(xiàng)已授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利。

合作方式：