1.本发明涉及三维数据扫描技术领域，具体涉及一种三维数据的偏差色差图的生成方法、生成装置和电子设备。
背景技术：2.精密制造业是国民经济发展的支柱产业和基础产业之一，是现代化制造业的重要组成部分。随着中国的半导体、智能设备、通讯、计算机等科技行业跨越式发展，精密金属结构件采购需求快速增加，行业内企业发展迅猛，而工件加工精度是精密制造领域最核心的技术指标之一，精度质检工作是整个生产制造环节至关重要的一环。
3.双目立体视觉是机器视觉中的一个重要分支，自上世纪60年代中期开创以来，经过几十年的发展，如今在机器人视觉、航空测绘、军事及医学成像、工业检测上应用极其广泛。双目3d扫描仪是基于双目立体视觉原理根据左右相机捕获到的二维图像进行物体表面三维结构重建的设备，具有成本低廉、简单易用、扫描效率高、便携性好等优点。
4.目前业内采用双目3d相机方案进行工件精度检测处理时，都是先对产品进行完整的扫描获取三维数据后，再利用检测软件与设计模型利用基准进行对齐后获得三维数据的偏差色差图，根据色差图判定产品的合格与否以及指导不合格产品的修复。无法实时反馈检测结果，不利于为生产提供及时必要的指导；而且在扫描软件与检测对比软件之间切换，用户学习成本高、处理时间长，生产效率不高。
技术实现要素：5.本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种三维数据的偏差色差图的生成方法、生成装置和电子设备，解决现有技术中利用检测软件与设计模型利用基准进行对齐后获得三维数据的偏差色差图的效率较低，且用户学习成本高的技术问题。
6.为达到上述技术目的，第一方面，本发明的技术方案提供一种三维数据的偏差色差图的生成方法，包括以下步骤：
7.获取工件三维模型的cad设计数据，并对所述待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；
8.提取所述原始图像帧的基准特征，并将所述基准特征与所述工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；
9.获取所述待扫描工件的实时扫描数据，并根据所述rt转换矩阵将所述实时扫描数据转换为cad扫描数据；
10.根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到所述实时扫描数据的偏差色差图。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
12.本发明提供的三维数据的偏差色差图的生成方法，首先获取工件三维模型的cad设计数据，并对所述待扫描工件进行扫描得到原始图像帧，再获取所述待扫描工件的实时
扫描数据，根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到所述实时扫描数据的偏差色差图。本发明能够将扫描与检测功能合二为一，在扫描过程中实时显示与设计模型的3d偏差，并且能够实时地根据偏差色差图指导生产制造，实时发现生产的产品与产品标准的差别，既能够实时反馈检测结果，为生产提供及时必要的指导创造条件；又能够避免在扫描软件与检测对比软件之间切换，使用者可以减少对于扫描软件与检测对比软件的学习过程，降低用户的使用难度，降低用户学习成本与处理时间。
13.根据本发明的一些实施例，对所述待扫描工件进行扫描得到原始图像帧，包括步骤：
14.在待扫描工件表面粘贴反光标记点；
15.向所述待扫描工件照射激光线，并使用双目相机对所述待扫描工件拍照，得到包含所述激光线和所述反光标记点的原始图像帧。
16.根据本发明的一些实施例，将所述基准特征与所述工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵，包括步骤：
17.在cad设计数据的基准部分上提取与所述原始图像帧的基准特征匹配的几何特征；
18.利用优化理论最小二乘法对所述基准特征和所述几何特征进行计算得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵。
19.根据本发明的一些实施例，根据所述rt转换矩阵将所述实时扫描数据转换为cad扫描数据，包括步骤：
20.将所述实时扫描数据乘以所述rt转换矩阵得到所述cad扫描数据。
21.根据本发明的一些实施例，根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到所述实时扫描数据的偏差色差图，包括步骤：
22.计算所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据的偏差值，根据所述偏差值选定不同的颜色值，得到所述实时扫描数据的偏差色差图。
23.根据本发明的一些实施例，计算所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据的偏差值，包括以下步骤：
24.根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到cad扫描数据与cad设计数据在平面位置的偏差值、3d偏差色差图平面位置绘制颜色值：
[0025][0026]
其中，——cad扫描数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，——cad设计数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，z
max
——cad扫描数据与cad设计数据同一平面位置全局最大z坐标偏差值，r——软件选定的色谱偏差色带条，d
xy
——cad扫描数据与cad设计数据在平面位置(x,y)处偏差值；c
xy
——3d偏差色差图平面位置(x,y)处绘制颜色值，lerp表示线性插值。
[0027]
根据本发明的一些实施例，在使用双目相机对所述待扫描工件拍照之前，包括步骤：使用led灯对所述待扫描工件表面进行辅助补光。
[0028]
第二方面，本发明的技术方案提供一种三维数据的偏差色差图的生成装置，包括：
[0029]
工件扫描单元，用于获取工件三维模型的cad设计数据，并对所述待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；
[0030]
rt转换矩阵计算单元，用于提取所述原始图像帧的基准特征，并将所述基准特征与所述工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；
[0031]
cad扫描数据转换单元，用于获取所述待扫描工件的实时扫描数据，并根据所述rt转换矩阵将所述实时扫描数据转换为cad扫描数据；
[0032]
偏差色差图生成单元，用于根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到所述实时扫描数据的偏差色差图。
[0033]
第三方面，本发明的技术方案提供一种电子设备，包括：
[0034]
至少一个处理器；
[0035]
以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
[0036]
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器实现如第一方面中任一项所述的三维数据的偏差色差图的生成方法。
[0037]
第四方面，本发明的技术方案提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行如第一方面中任一项所述的三维数据的偏差色差图的生成方法。
[0038]
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0039]
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中摘要附图要与说明书附图的其中一幅完全一致：
[0040]
图1为本发明一个实施例提供的三维数据的偏差色差图的生成方法的流程图；
[0041]
图2为本发明另一个实施例提供的三维数据的偏差色差图的生成方法的流程图；
[0042]
图3为本发明另一个实施例提供的三维数据的偏差色差图的生成方法的流程图。
具体实施方式
[0043]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0044]
需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0045]
本发明提供了一种三维数据的偏差色差图的生成方法，能够将扫描与检测功能合二为一，在扫描过程中实时显示与设计模型的3d偏差，既能够实时反馈检测结果，为生产提供及时必要的指导创造条件；又能够避免在扫描软件与检测对比软件之间切换，降低用户学习成本与处理时间。
[0046]
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
[0047]
参照图1，图1为本发明一个实施例提供的三维数据的偏差色差图的生成方法的流程图；三维数据的偏差色差图的生成方法包括但是不仅限于以下步骤：
[0048]
步骤s110，获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；
[0049]
步骤s120，提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；
[0050]
步骤s130，获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；
[0051]
步骤s140，根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。
[0052]
在一实施例中，三维数据的偏差色差图的生成方法包括步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。
[0053]
本发明提供的三维数据的偏差色差图的生成方法，首先获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧，再获取待扫描工件的实时扫描数据，根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。本发明能够将扫描与检测功能合二为一，在扫描过程中实时显示与设计模型的3d偏差，并且能够实时地根据偏差色差图指导生产制造，实时发现生产的产品与产品标准的差别，既能够实时反馈检测结果，为生产提供及时必要的指导创造条件；又能够避免在扫描软件与检测对比软件之间切换，使用者可以减少对于扫描软件与检测对比软件的学习过程，降低用户的使用难度，降低用户学习成本与处理时间。
[0054]
根据产品的基准要求，扫描开始阶段首先进行基准部分的扫描，基准扫描完成后进行基准特征的提取，利用基准与cad数据进行对齐，从而获取扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵。
[0055]
基准对齐原理与过程：
[0056]
从基准扫描点云数据中拟合线、平面、圆柱、球体等三维几何特征，与设计cad模型中对应几何特征进行自动匹配，使用最小二乘法计算扫描坐标系到cad坐标系的转换关系矩阵，对齐原理如下：
[0057]
点云对齐过程，就是求一个两个点云之间的旋转平移矩阵(rigid transform or euclidean transform刚性变换或欧式变换)，将源点云(source cloud)变换到目标点云(target cloud)相同的坐标系下。
[0058]
可以表示为以下的方程:
[0059]
p
t
＝r*ps+t
[0060]
其中p
t
、ps就是target cloud与source cloud中的一对同名点，r、t为source cloud坐标系到target cloud坐标系的旋转平移矩阵。r、t为待求解矩阵，总共有6个未知数
(3个旋转角度、3个平移量)，理论上只用三对已知同名点(p
t
、ps)便可唯一求解。实际过程中考虑到系统误差通常通过最小化代价函数：
[0061][0062]
进行约束，其中qi、pi为一对同名点，使用最小二乘法提高求解精度。
[0063]
实时3d差异色差显示：
[0064]
软件选项中预先设置最大偏差对应的颜色值，在实时扫描阶段获取的扫描数据转换至cad坐标系下，然后针对实时的新增数据反向抽取cad数据进行偏差计算，根据偏差值选定不同的颜色rgb值然后进行绘制，从而达到实时数据的偏差色图。
[0065]
计算3d偏差与色差图生成：
[0066]
扫描模型与设计cad模型基准对齐后坐标系转换矩阵(即rt矩阵)确定下来，后续扫描模型剩余数据时乘上rt矩阵，即可将扫描数据实时转换到cad设计模型坐标系下，此时在xy方向上已无偏差，3d差异体现在z方向上，所谓3d偏差即同一平面位置(x,y)扫描模型与设计cad模型z坐标差异，可以据此生成色差图：
[0067][0068]
其中，——实时扫描数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，——cad设计数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，z
max
——实时扫描数据与cad设计数据同一平面位置全局最大z坐标偏差值，r——软件选定的色谱偏差色带条，d
xy
——实时扫描数据与cad设计数据在平面位置(x,y)处偏差值；c
xy
——3d偏差色差图平面位置(x,y)处绘制颜色值，lerp表示线性插值。
[0069]
参照图2，图2为本发明另一个实施例提供的三维数据的偏差色差图的生成方法的流程图；三维数据的偏差色差图的生成方法包括但是不仅限于以下步骤：
[0070]
步骤s210，在待扫描工件表面粘贴反光标记点；
[0071]
步骤s220，向待扫描工件照射激光线，并使用双目相机对待扫描工件拍照，得到包含激光线和反光标记点的原始图像帧。
[0072]
在一实施例中，三维数据的偏差色差图的生成方法包括步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。
[0073]
对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧，包括步骤：在待扫描工件表面粘贴反光标记点；向待扫描工件照射激光线，并使用双目相机对待扫描工件拍照，得到包含激光线和反光标记点的原始图像帧。手持扫描仪工作时将激光线投射到工件表面，点亮led灯辅助补光，使用手持扫描仪的双目相机对工件进行拍照，将捕获到的包含激光线与反光标记点的原始图像帧交给扫描软件处理：利用双目立体视觉原理提取每帧局部坐标系下激光线三维坐标，同时提取出当前帧反光标志点用于计算相邻两帧坐标系rt转换矩阵，扫描时所有帧
激光线数据统一到第一帧数据的局部坐标系下，称之为扫描坐标系。
[0074]
参照图3，图3为本发明另一个实施例提供的三维数据的偏差色差图的生成方法的流程图；三维数据的偏差色差图的生成方法包括但是不仅限于以下步骤：
[0075]
步骤s310，在cad设计数据的基准部分上提取与原始图像帧的基准特征匹配的几何特征；
[0076]
步骤s320，利用优化理论最小二乘法对基准特征和几何特征进行计算得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵。
[0077]
在一实施例中，三维数据的偏差色差图的生成方法包括步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。
[0078]
对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧，包括步骤：在待扫描工件表面粘贴反光标记点；向待扫描工件照射激光线，并使用双目相机对待扫描工件拍照，得到包含激光线和反光标记点的原始图像帧。
[0079]
将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵，包括步骤：在cad设计数据的基准部分上提取与原始图像帧的基准特征匹配的几何特征；利用优化理论最小二乘法对基准特征和几何特征进行计算得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵。
[0080]
原始扫描相邻帧的坐标系rt转换矩阵：在扫描基准/剩余数据过程中，扫描软件利用摄影测量算法在后台实时全自动进行的，通过提取相邻两帧反光标志点，计算出后续所有帧相对于第一帧的rt转换矩阵，将所有帧扫描数据统一到起始帧坐标系下，称之为“扫描坐标系”。
[0081]
扫描数据到cad设计数据的rt转换矩阵：在基准对齐过程中进行的，可能需要一定的人工界面交互。通过在cad设计模型基准部分与扫描基准数据上提取匹配若干对同名几何特征(例如特征点、特征线、平面、球体、圆柱)，利用优化理论最小二乘法，计算出“扫描坐标系”到“cad坐标系”的rt转换矩阵。
[0082]
在一实施例中，三维数据的偏差色差图的生成方法包括步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据，包括步骤：将实时扫描数据乘以rt转换矩阵得到cad扫描数据。
[0083]
在一实施例中，三维数据的偏差色差图的生成方法包括步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换
为cad扫描数据；根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。
[0084]
根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图，包括步骤：计算工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据的偏差值，根据偏差值选定不同的颜色值，得到实时扫描数据的偏差色差图。可以理解的是，可以根据偏差值所处的范围选定对应的颜色值，偏差值较小的区域可以标记为浅色区域，偏差值较大的区域可以标记为深色区域，便于为生产提供及时必要的指导，提供对于不合格产品修复的依据。
[0085]
在一实施例中，三维数据的偏差色差图的生成方法包括步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据，包括步骤：将实时扫描数据乘以rt转换矩阵得到cad扫描数据。
[0086]
根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图，包括步骤：计算工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据的偏差值，根据偏差值选定不同的颜色值，得到实时扫描数据的偏差色差图。计算工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据的偏差值，包括以下步骤：
[0087]
根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据与cad设计数据在平面位置的偏差值和3d偏差色差图平面位置绘制颜色值：
[0088][0089]
其中，——实时扫描数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，——cad设计数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，z
max
——实时扫描数据与cad设计数据同一平面位置全局最大z坐标偏差值，r——软件选定的色谱偏差色带条，d
xy
——实时扫描数据与cad设计数据在平面位置(x,y)处偏差值；c
xy
——3d偏差色差图平面位置(x,y)处绘制颜色值，lerp表示线性插值。
[0090]
在一实施例中，三维数据的偏差色差图的生成方法包括步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据，包括步骤：将实时扫描数据乘以rt转换矩阵得到cad扫描数据。
[0091]
对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧，包括步骤：在待扫描工件表面粘贴反光标记点；向待扫描工件照射激光线，并使用双目相机对待扫描工件拍照，得到包含激光线和反光标记点的原始图像帧。在使用双目相机对待扫描工件拍照之前，包括步骤：使用led灯对待扫描工件表面进行辅助补光。
[0092]
本发明还提供了一种三维数据的偏差色差图的生成装置，包括：工件扫描单元，用于获取工件三维模型的cad设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；rt转换矩阵计算单元，用于提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；cad扫描数据转换单元，用于获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据rt转换矩阵将实时扫描数据转换为cad扫描数据；偏差色差图生成单元，用于根据工件三维模型的cad设计数据和cad扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。
[0093]
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
[0094]
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0095]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0096]
此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述终端实施例中的一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的三维数据的偏差色差图的生成方法。
[0097]
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置，或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
[0098]
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
[0099]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
技术特征：1.一种三维数据的偏差色差图的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：获取工件三维模型的cad设计数据，并对所述待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取所述原始图像帧的基准特征，并将所述基准特征与所述工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；获取所述待扫描工件的实时扫描数据，并根据所述rt转换矩阵将所述实时扫描数据转换为cad扫描数据；根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到所述实时扫描数据的偏差色差图。2.根据权利要求1所述的一种三维数据的偏差色差图的生成方法，其特征在于，对所述待扫描工件进行扫描得到原始图像帧，包括步骤：在待扫描工件表面粘贴反光标记点；向所述待扫描工件照射激光线，并使用双目相机对所述待扫描工件拍照，得到包含所述激光线和所述反光标记点的原始图像帧。3.根据权利要求1所述的一种三维数据的偏差色差图的生成方法，其特征在于，将所述基准特征与所述工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵，包括步骤：在cad设计数据的基准部分上提取与所述原始图像帧的基准特征匹配的几何特征；利用优化理论最小二乘法对所述基准特征和所述几何特征进行计算得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵。4.根据权利要求1所述的一种三维数据的偏差色差图的生成方法，其特征在于，根据所述rt转换矩阵将所述实时扫描数据转换为cad扫描数据，包括步骤：将所述实时扫描数据乘以所述rt转换矩阵得到所述cad扫描数据。5.根据权利要求1所述的一种三维数据的偏差色差图的生成方法，其特征在于，根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到所述实时扫描数据的偏差色差图，包括步骤：计算所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据的偏差值，根据所述偏差值选定不同的颜色值，得到所述实时扫描数据的偏差色差图。6.根据权利要求5所述的一种三维数据的偏差色差图的生成方法，其特征在于，计算所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据的偏差值，包括以下步骤：根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到cad扫描数据与cad设计数据在平面位置的偏差值、3d偏差色差图平面位置绘制颜色值：其中，——cad扫描数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，——cad设计数据在cad坐标系下平面位置(x,y)对应的z坐标值，z
max
——cad扫描数据与cad设计数据同一平面位置全局最大z坐标偏差值，r——软件选定的色谱偏差色带条，d
xy
——cad扫描数据与cad设计数据在平面位置(x,y)处偏差值；c
xy
——3d偏差色差图平面位置(x,y)处绘制颜色值，lerp表示线性插值。
7.根据权利要求2所述的一种三维数据的偏差色差图的生成方法，其特征在于，在使用双目相机对所述待扫描工件拍照之前，包括步骤：使用led灯对所述待扫描工件表面进行辅助补光。8.一种三维数据的偏差色差图的生成装置，其特征在于，包括：工件扫描单元，用于获取工件三维模型的cad设计数据，并对所述待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；rt转换矩阵计算单元，用于提取所述原始图像帧的基准特征，并将所述基准特征与所述工件三维模型的cad设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与cad坐标系的rt转换矩阵；cad扫描数据转换单元，用于获取所述待扫描工件的实时扫描数据，并根据所述rt转换矩阵将所述实时扫描数据转换为cad扫描数据；偏差色差图生成单元，用于根据所述工件三维模型的cad设计数据和所述cad扫描数据计算得到所述实时扫描数据的偏差色差图。9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的三维数据的偏差色差图的生成方法。10.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的三维数据的偏差色差图的生成方法。
技术总结本申请提供了一种三维数据的偏差色差图的生成方法、生成装置和电子设备，包括步骤：获取工件三维模型的CAD设计数据，并对待扫描工件进行扫描得到原始图像帧；提取原始图像帧的基准特征，并将基准特征与工件三维模型的CAD设计数据进行基准对齐，得到扫描坐标系与CAD坐标系的RT转换矩阵；获取待扫描工件的实时扫描数据，并根据RT转换矩阵将实时扫描数据转换为CAD扫描数据；根据工件三维模型的CAD设计数据和CAD扫描数据计算得到实时扫描数据的偏差色差图。本申请能够将扫描与检测功能合二为一，能够避免在扫描软件与检测对比软件之间切换，降低用户学习成本与处理时间，能够有效提升工作效率，降低设备的使用难度，具有很好的推广使用价值。推广使用价值。推广使用价值。
技术研发人员：郑顺义 王晓南 成剑华 任关宝 袁亮
受保护的技术使用者：武汉中观自动化科技有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
