【所属领域】
智能制造
【痛点问题】
传统线结构光3D相机采集的数据只有物体轮廓三维空间几何信息，随着3D视觉应用越来越宽广，渗透各行各业，完全依靠几何信息提取物理轮廓特征解决3D视觉应用过程中的问题，已经变得异常困难，难以满足智能制造快速发展的需求。面对传统产业转型升级，以及消费者对于个性化的追求不断提高，现有3D相机难以满足智能化生产的需求。具有色彩纹理映射功能的线激光3D相机，弥补传统线激光3D相机的短板，非常适用于汽配、增材修复、新能源、3C、鞋服、印刷等领域。
【成果介绍】
本项目旨在研究基于双相机的纹理彩色映射技术，通过为每个已测量得到的空间点坐标赋予颜色值来实现点云数据的彩色化。该技术使每个三维空间点，不仅具有坐标定位信息，还携带了颜色信息，从而在三维测量过程中既采集工件表面的三维点群数据，也采集表面不同区域的颜色值，并根据这些颜色值进行进一步的分析和处理，直接在三维空间中对复杂曲面的区域进行分割。这种方法大大简化了后期点云处理的难度，包括点云的匹配。
这项技术的突出优势在于，它使得在同一曲面上提取不同颜色纹理区域的边缘轮廓变得更加容易。通过确保每个三维点坐标都带有颜色信息，能够更准确地识别和提取不同颜色区域及其边缘轮廓，从而实现更真实和生动的视觉效果。此外，该技术还能够扩展对模型的分析和处理能力，为进一步的数据分析和处理提供更多可能性和灵活性。
图1机器人眼在手方式进行三维测量与测量所得含有颜色纹理的三位点群数据
【性能指标】
相关参数指标如下表所示：
【技术优势】
（1）采用双相机进行光路设计，利用机器人等机构运动（运动学正逆解）的关系，进行三维空间点坐标提取以及对应点的色彩纹理映射，实现扫描物体表面与纹理色彩的提取，其使得能够更细致地观察和研究模型的外观属性，进一步拓展了三维相机在计算机图形学、计算机视觉和虚拟现实等领域的应用潜力；
（2）项目设计的线结构光3D相机内嵌了ARM+FPGA的架构，使得HDR技术和光条提取技术易于实现及产品集成，提高了图像处理速率。基于ARM+FPGA的HDR图像处理算法的三维点云扫描，能够更加有效地解决工件扫描中高光区过度曝光及暗区细节还原的技术难题；
（3）基于自主开发的扫描软件，实现3D相机标定、参数设置、三维重建以及与各种数字控制系统集成，客户根据实际应用需求，可以自行进行特定功能的开发。
【技术成熟度】
技术成熟度达到货架产品级别。已研制完成具有色彩纹理映射功能的线激光3D相机检测系统，并成功应用制鞋自动化产线、航空叶片等的修复，实现视觉引导的机器人喷胶、打粗、铣削等工艺，目前正在鞋服、新能源等领域开项目推广。
【产业化应用】
具有色彩纹理映射功能的线激光3D相机在三维重建、三维测量、缺陷检测以及视觉引导应用广泛，非常适用于新能源、3C电子、鞋服、航空叶片修复等领域的智能制造需求。
知识产权
该成果包括多项已授权中国发明专利。
合作方式
技术许可、技术转让、作价入股、技术开发、咨询服务、面谈等。
【联系方式】
CG24017
