【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及三維掃描，尤其是一種轉臺式自動化三維掃描測量系統。
技術介紹
1、由于在生產過程中缺少檢測手段，導致一些工件在裝配時才能驗證規格是否在公差范圍內，這個時候才能修整工件達到設計標準，為了解決上述問題現有技術中采用激光飛行時間測量的方法，此方法雖能繪制測量模型但是效率較低，精度差,后續又采用了結構光的測量方式，此方式解決了效率低的問題，但是精度還是低，并且不適應較大的工件測量，以上測量手段都需要進行多次拆裝修整，造成材料費用增高及時間上的浪費，影響工作效率，從而增加生產成本。
2、現有授權公告號為cn118424152b的中國專利申請提出一種三維掃描方法及三維掃描裝置，三維掃描方法包括：將結構光投射到待測區域上，并獲取多張掃描圖像，多張掃描圖像分別記錄有投射到待測區域上的不同亮度的結構光；比較多張掃描圖像，并選取記錄到的結構光的質量更好的掃描圖像；根據選取的掃描圖像，構建待測區域表面的三維點云數據；其中，結構光包括至少兩種不同頻率的子結構光，根據選取的掃描圖像，構建待測區域表面的三維點云數據的步驟包括：評估每一子結構光的質量，選取符合預設要求的子結構光以構建三維點云數據。
3、然而，現有技術中的三維激光掃描儀為達到較好的掃描效果，要么憑借人工經驗或依據通用掃描參數進行設置，要么憑借多次采集選取較好的掃描圖像，第一種方式對于不同形狀、結構和尺寸的被檢工件，無法自適應生成針對性的掃描參數，導致掃描效果不佳，第二種方式則降低了掃描的效率，且現有技術測量時一般通過簡單比對生成尺寸數據差異，缺少先進的技術
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術存在的不足，提出一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，以實現不同被檢工件自適應的掃描參數確定和掃描路徑規劃，并提供精確的比對結果分析。
2、實現本專利技術目的所采用的技術解決方案為：
3、一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，包括坐標基準模塊、指令生成模塊、轉換控制模塊、掃描執行模塊、點云還原模塊和對比分析模塊；
4、坐標基準模塊建立基準坐標系并在系統內公開；
5、指令生成模塊接收激活指令，生成控制指令并直接發送至掃描執行模塊，接收被檢工件的預掃描三維模型，采用分區參數標定法構建掃描參數集，設置任務標簽，生成掃描指令并發送至轉換控制模塊；
6、轉換控制模塊獲取掃描指令，采用位姿轉換法結合強化學習生成規劃掃描位姿矩陣集和規劃掃描旋轉角度集，與任務標簽一同打包為控制指令并發送至掃描執行模塊；
7、掃描執行模塊接收控制指令并識別任務標簽，基于任務標簽選擇進行預掃描或逐區域掃描，并發送預掃描點云集或發送掃描點云子集序列和規劃掃描旋轉角度集至點云還原模塊；
8、點云還原模塊基于逆向還原法結合規劃掃描旋轉角度集將掃描點云子集序列轉化為掃描點云集，采用三角剖分法處理預掃描點云集或掃描點云集，反饋預掃描三維模型至指令生成模塊或發送掃描三維模型至對比分析模塊；
9、對比分析模塊基于布爾運算比對掃描三維模型和標準三維模型，判定被檢工件尺寸是否合格，若不合格，則基于缺陷識別網絡生成缺陷標簽。
10、進一步的，指令生成模塊包括激活控制單元、分區標定單元和掃描指令單元；
11、激活控制單元接收激活指令，調取預掃描位姿矩陣，設置預掃描旋轉角度和任務標簽為0，打包生成控制指令并直接發送至掃描執行模塊；
12、分區標定單元接收預掃描三維模型，采用分區參數標定法將預掃描三維模型劃分為多個區域并獲取單一區域的掃描參數，構建掃描參數集并交付掃描指令單元；
13、掃描指令單元接收掃描參數集，設置任務標簽為1，打包生成掃描指令并發送至轉換控制模塊。
14、更進一步的，分區標定單元采用分區參數標定法構建掃描參數集包括以下具體步驟：
15、采用主成分分析法獲取最小有向包圍盒，獲取最小有向包圍盒底部的第一頂點坐標、第二頂點坐標和第三頂點坐標，確定底部平面方程；
16、計算底部二維坐標系的底部軸方向向量和底部軸方向向量；
17、基于底部平面方程將預掃描三維模型中的點投影至底部平面，定義長邊和寬邊并計算長邊長度和寬邊長度，依據視野長度將長邊長度劃分為個長邊段，依據視野寬度將寬邊長度劃分為個寬邊段，生成個區域，和分別為長邊段總數和寬邊段總數，為區域總數；
18、以第一頂點為起點，依據先長后寬原則依次給個區域標記區域編號，將預掃描三維模型中所有三角面片的頂點投影到底部平面以獲取對應的投影點坐標，基于單一三角面片的三個投影點坐標的歸屬區域標記單一三角面片；
19、獲取標記有區域編號的所有三角面片的法向量并計算平均法向量，基于平均法向量的模長對平均法向量進行歸一化并翻轉，獲取第個區域的初始掃描方向向量；
20、基于第個區域對應的寬邊段編號和長邊段編號確定區域中心點坐標；
21、基于最佳掃描距離，結合初始掃描方向向量和區域中心點坐標確定第個區域的初始掃描位置；
22、基于正向側最小旋轉原則生成第個區域的掃描方向向量、掃描位置和掃描旋轉角度，與底部軸方向向量和底部軸方向向量一并打包生成掃描參數序列；
23、統計個區域的掃描參數序列，構建掃描參數集。
24、更進一步的，基于正向側最小旋轉原則生成單一區域的掃描方向向量、掃描位置和掃描旋轉角度包括以下具體步驟：
25、判斷第個區域的初始掃描位置的初始軸坐標是否大于或等于0；
26、若初始軸坐標大于或等于0，則第個區域的掃描方向向量和掃描位置即為初始掃描方向向量和初始掃描位置，掃描旋轉角度；
27、若初始軸坐標小于0，將初始掃描位置投影至基準坐標系的平面，獲得初始掃描投影位置；
28、將基準坐標系原點至初始掃描投影位置的向量與基準軸方向向量的夾角作為初始掃描旋轉角度，比較初始掃描旋轉角度與的大小以選擇旋轉方向，獲取第個區域的掃描旋轉角度；
29、基于掃描旋轉角度確定第個區域旋轉以后的掃描方向向量和掃描位置。
30、進一步的，轉換控制模塊包括指令轉換單元和指令規劃單元；
31、指令轉換單元提取掃描指令中的掃描參數集，將掃描參數集拆分為掃描設備參數集和掃描旋轉角度集，采用位姿轉換法將掃描設備參數集轉換為掃描位姿矩陣集，與掃描旋轉角度集和任務標簽一并打包生成初始控制指令并傳輸至指令規劃單元；
32、指令規劃單元接收初始控制指令并提取掃描位姿矩陣集和掃描旋轉角度集，采用強化學習重新排序掃描位姿矩陣集和掃描旋轉角度集，生成規劃掃描位姿矩陣集和規劃掃描旋轉角度集，與任務標簽一并打包為控制指令并發送至掃描執行模塊。
33、更進一步的，指令轉換單元采用位姿轉換法獲取單一區域的掃描位姿矩陣，包括以下具體步驟：
34、獲取第個區域的掃描設備參數序列，為區域總數；
35、基于底部軸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，包括坐標基準模塊、指令生成模塊、轉換控制模塊、掃描執行模塊、點云還原模塊和對比分析模塊；
2.如權利要求1所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述指令生成模塊包括激活控制單元、分區標定單元和掃描指令單元；
3.如權利要求2所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述采用分區參數標定法構建掃描參數集包括以下具體步驟：
4.如權利要求3所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述基于正向側最小旋轉原則生成單一區域的掃描方向向量、掃描位置和掃描旋轉角度包括以下具體步驟：
5.如權利要求2所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述轉換控制模塊包括指令轉換單元和指令規劃單元；
6.如權利要求5所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述指令規劃單元采用強化學習生成規劃掃描位姿矩陣集和規劃掃描旋轉角度集，包括以下具體步驟：
7.如權利要求1所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述采用三角剖分
8.如權利要求7所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述基于空圓性質生成單一點云點的三角面片序列包括以下具體步驟：
9.如權利要求1所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述對比分析模塊包括對比檢測單元和缺陷分析單元；
10.如權利要求9所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述缺陷識別網絡生成缺陷標簽包括：
...【技術特征摘要】
1.一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，包括坐標基準模塊、指令生成模塊、轉換控制模塊、掃描執行模塊、點云還原模塊和對比分析模塊；
2.如權利要求1所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述指令生成模塊包括激活控制單元、分區標定單元和掃描指令單元；
3.如權利要求2所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述采用分區參數標定法構建掃描參數集包括以下具體步驟：
4.如權利要求3所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述基于正向側最小旋轉原則生成單一區域的掃描方向向量、掃描位置和掃描旋轉角度包括以下具體步驟：
5.如權利要求2所述的一種轉臺式自動化三維掃描測量系統，其特征在于，所述轉換控制模塊包括指令轉換單元和指令...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋紫微，
申請(專利權)人：上海模高信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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