1.一种三维轮廓检测装置,其特征在于,包括:底座,机械臂,摄像头,激光器,第一位置调节机构,第一支架,第二支架和第三支架;所述第一位置调节机构和所述第三支架设置于所述底座上,所述机械臂安装于所述第一位置调节机构上;所述第一支架的一端连接所述摄像头,另一端连接所述第三支架;所述第二支架的一端连接所述激光器,另一端连接所述第三支架;所述第三支架的一端连接所述第一支架和所述第二支架,另一端连接所述底座;
其中,
所述机械臂,用于夹持待测物体至预设高度,并依序旋转所述待测物体以使所述待测物体的四个面依次朝向所述激光器,以使所述待测物体的每个面依次在所述激光器的扫描范围内;
所述第一位置调节机构,用于当所述待测物体的任意一个面朝向所述激光器时,在水平方向上平移以调节所述机械臂的位置,以使所述待测物体的每个面的所有位置能够被扫描到;
所述激光器,用于产生激光光束以扫描所述待测物体;
所述摄像头,用于获取所述待测物体的每个面的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的四个面的三维轮廓点云数据。
2.根据权利要求1所述的三维轮廓检测装置,其特征在于,所述机械臂包括:第一机械爪,第二机械爪,以及依次相互连接的舵机、小臂、第一弹性驱动器、第一直流电机、大臂、第二弹性驱动器、第二直流电机和底盘;所述舵机分别与所述第一机械爪和所述第二机械爪连接,所述底盘与所述第一位置调节机构连接;其中,所述第一机械爪和所述第二机械爪,用于抓取所述待测物体;
所述舵机,用于控制所述第一机械爪和所述第二机械爪的收放以及旋转;
所述第一直流电机和所述第二直流电机,分别用于根据接收的控制信号,向对应的所述第一弹性驱动器和所述第二弹性驱动器输出功;
所述第一弹性驱动器和所述第二弹性驱动器,分别用于根据接收的输出功驱动所述大臂和所述小臂;
所述小臂和所述大臂,用于辅助所述第一机械爪和所述第二机械爪进行移动。
3.根据权利要求1或2所述的三维轮廓检测装置,其特征在于,所述第一位置调节机构包括步进电机以及与所述步进电机连接的滑动组件;所述滑动组件安装在所述底座上,所述机械臂安装在所述滑动组件上;其中,所述步进电机,用于控制所述滑动组件以使所述机械臂在水平方向上平移。
4.根据权利要求1或2所述的三维轮廓检测装置,其特征在于,所述三维轮廓检测装置还包括安装于所述底座上的第二位置调节机构,所述第三支架安装于所述第二位置调节机构上;其中,所述第二位置调节机构,用于当所述待测物体的任意一个面朝向所述激光器时,在水平方向上平移以调节所述激光器和所述摄像头的位置,以使所述激光器改变对所述待测物体的扫描位置和所述摄像头改变对所述待测物体的拍摄位置。
5.根据权利要求1所述的三维轮廓检测装置,其特征在于,所述激光器为线激光器。
6.一种基于权利要求1‑5中任一项所述的三维轮廓检测装置的三维轮廓检测方法,其特征在于,所述方法包括:S1、获取待测物体的四个面的三维轮廓点云数据;
S2、对每个面的所述三维轮廓点云数据进行混合采样,获得每个面对应的混合采样后的所述三维轮廓点云数据;
S3、基于预先标定位置下的相机坐标系和世界坐标系之间的外参矩阵,对每个面对应的混合采样后的所述三维轮廓点云数据进行拼接与融合,获得所述待测物体的三维点云模型。
7.根据权利要求6所述的三维轮廓检测方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
S10a、在保持激光器和摄像头不移动且相对位置不变的情况下,控制机械臂的第一机械爪水平抓起待测物体至参考平面,以使所述待测物体的第一面朝向激光器;所述参考平面为与所述第一机械爪所在平面平行的平面;
S11a、通过第一位置调节机构在水平方向上平移调节所述机械臂的位置,并通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第一面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第一面的三维轮廓点云数据;
S12a、控制所述机械臂以使所述待测物体绕所述第一机械爪的夹持中心旋转180°,并通过所述第一位置调节机构在水平方向上平移调节所述机械臂的位置,以及通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第二面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第二面的三维轮廓点云数据;
S13a、控制所述机械臂以使所述待测物体绕所述第一机械爪的夹持中心旋转90°以及第二机械爪抓起所述待测物体至参考平面,通过所述第一位置调节机构在水平方向上平移调节所述机械臂的位置,并通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第三面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第三面的三维轮廓点云数据;
S14a、控制所述机械臂以使所述待测物体绕所述第二机械爪的夹持中心旋转180°,并通过所述第一位置调节机构在水平方向上平移调节所述机械臂的位置,以及通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第四面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第四面的三维轮廓点云数据。
8.根据权利要求6所述的三维轮廓检测方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
S10b、在保持机械臂不移动的情况下,控制机械臂的第一机械爪水平抓起待测物体至参考平面,以使所述待测物体的第一面朝向激光器;所述参考平面为与所述第一机械爪所在平面平行的平面;
S11b、通过第二位置调节机构在水平方向上平移以调节所述摄像头和所述激光器的位置,并通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第一面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第一面的三维轮廓点云数据;
S12b、控制所述机械臂以使所述待测物体绕所述第一机械爪的夹持中心旋转180°,并通过所述第二位置调节机构在水平方向上平移以调节所述摄像头和所述激光器的位置,以及通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第二面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第二面的三维轮廓点云数据;
S13b、控制所述机械臂以使所述待测物体绕所述第一机械爪的夹持中心旋转90°以及第二机械爪抓起所述待测物体至参考平面,通过所述第二位置调节机构在水平方向上平移调节所述摄像头和所述激光器的位置,并通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第三面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第三面的三维轮廓点云数据;
S14b、控制所述机械臂以使所述待测物体绕所述第二机械爪的夹持中心旋转180°,并通过所述第二位置调节机构在水平方向上平移调节所述摄像头和所述激光器的位置,以及通过所述摄像头获取所述激光器扫描所述待测物体的第四面时的激光图像数据,以基于所述激光图像数据获取所述待测物体的第四面的三维轮廓点云数据。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的三维轮廓检测方法,其特征在于,所述步骤S2包括:采用最小二乘法对目标面的三维轮廓点云数据进行二次曲面拟合,并通过法线计算得到所述目标面的三维轮廓点云数据中各点云的高斯曲率;所述目标面为所述待测物体的任一个面;
基于所述高斯曲率对所述各点云进行特征分化处理后,通过最大类间方差法寻找的分割阈值对所述目标面的三维轮廓点云数据进行分割,获得特征平滑区和特征明显区;
对所述特征平滑区进行移动最小二乘采样以获得第一点云子集,并对所述特征明显区进行体素化网络采样以获得第二点云子集;
对所述第一点云子集和第二点云子集进行点云拼接,获得混合采样后的所述目标面的三维点云数据。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的三维轮廓检测方法,其特征在于,所述方法还包括:对所述待测物体的三维点云模型进行点云重建。