一种尺寸测量系统

摘要

本发明提供一种尺寸测量系统，通过计算机根据接收的触发信号，控制轮廓相机与深度相机进行图像采集，并将图像采集的结果与预存图像模型进行匹配和调整；再根据接收的尺寸要求，在图像采集的结果中自动识别测量点，计算得到尺寸测量结果；该系统基于计算机的上述图像处理和控制测量过程，能够实现自动化和智能化的快速尺寸测量，解决了现有技术的问题。

权利要求

1.一种尺寸测量系统，其特征在于，包括：轮廓相机、深度相机、电控平移台、第一控制器、计算机及固定件；其中：所述计算机通过所述第一控制器与所述电控平移台相连；

所述电控平移台用于放置被测物体；

所述固定件用于固定所述轮廓相机垂直于所述电控平移台；

所述轮廓相机与所述深度相机均与所述计算机相连；

所述计算机用于根据接收的触发信号，控制所述轮廓相机与所述深度相机进行图像采集，将图像采集的结果与预存图像模型进行位置匹配；若图像采集的结果与预存图像模型中的相应位置存在误差，则对当前的坐标进行校正，得到校正坐标下的图像采集结果，作为调整后的图像采集的结果；再根据接收的尺寸要求，在调整后的图像采集的结果中自动识别测量点，计算得到尺寸测量结果。

2.根据权利要求1所述的尺寸测量系统，其特征在于，还包括：照明装置及第二控制器；

所述照明装置通过所述第二控制器与所述计算机相连；

所述计算机还用于发送调光指令至所述第二控制器，通过所述第二控制器控制所述照明装置为所述被测物体的对应位置提供照明。

3.根据权利要求2所述的尺寸测量系统，其特征在于，所述照明装置为LED光源；

所述计算机还用于通过所述第二控制器为所述照明装置供电。

4.根据权利要求1至3任一所述的尺寸测量系统，其特征在于，所述轮廓相机包括：远心镜头和大分辨率CMOS相机；

所述大分辨率CMOS相机与所述计算机的Cameralink接口相连；

所述深度相机与所述计算机的GigE接口相连。

5.根据权利要求4所述的尺寸测量系统，其特征在于，所述计算机还用于为所述轮廓相机与所述深度相机供电。

6.根据权利要求1至3任一所述的尺寸测量系统，其特征在于，所述第一控制器通过RS232串口与所述计算机连接；

所述第一控制器通过DB9连接器与所述电控平移台相连；

所述计算机还用于通过所述第一控制器为所述电控平移台供电。

7.根据权利要求1至3任一所述的尺寸测量系统，其特征在于，所述计算机还用于对实时图像采集进行清晰度评价和对焦控制。

8.根据权利要求1至3任一所述的尺寸测量系统，其特征在于，所述计算机还用于对被测物体进行模型导入或者3D建模，生成所述预存图像模型。

9.根据权利要求1至3任一所述的尺寸测量系统，其特征在于，所述计算机还用于与通过有线或无线方式实现通信连接的关联设备进行数据交互。

说明书

一种尺寸测量系统

技术领域

[0001] 本发明涉及尺寸测量技术领域，尤其涉及一种尺寸测量系统。

背景技术

[0002] 随着德国工业4.0、中国制造2025等战略的相继出台，依托网络信息技术、大数据、云计算等技术的深度融合与集成，传统制造业正逐步迈入智能制造时代。我国传统制造业发展空间正面临被逐渐挤压的态势，因此，只有不断提高制造业自动化与智能化水平，才能加快我国制造业的转型升级。

[0003] 当前，快速和准确是很多实际生产线的迫切需求，而在生产过程中用到的传统的测量设备，由于其采用结构光方法对工件的尺寸进行测量，因此，其成本高，且速度慢，限制了制造业领域的自动化与智能化水平。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种尺寸测量系统，以解决现有技术由于采用结构光方法对工件的尺寸进行测量而导致的自动化及智能化水平低的问题。

[0005] 为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

[0006] 一种尺寸测量系统，包括：轮廓相机、深度相机、电控平移台、第一控制器、计算机及固定件；其中：

[0007] 所述计算机通过所述第一控制器与所述电控平移台相连；

[0008] 所述电控平移台用于放置被测物体；

[0009] 所述固定件用于固定所述轮廓相机垂直于所述电控平移台；

[0010] 所述轮廓相机与所述深度相机均与所述计算机相连；

[0011] 所述计算机用于根据接收的触发信号，控制所述轮廓相机与所述深度相机进行图像采集，将图像采集的结果与预存图像模型进行匹配和调整；再根据接收的尺寸要求，在调整后的图像采集的结果中自动识别测量点，计算得到尺寸测量结果。

[0012] 优选的，还包括：照明装置及第二控制器；

[0013] 所述照明装置通过所述第二控制器与所述计算机相连；

[0014] 所述计算机还用于发送调光指令至所述第二控制器，通过所述第二控制器控制所述照明装置为所述被测物体的对应位置提供照明。

[0015] 优选的，所述照明装置为LED光源；

[0016] 所述计算机还用于通过所述第二控制器为所述照明装置供电。

[0017] 优选的，所述轮廓相机包括：远心镜头和大分辨率CMOS相机；

[0018] 所述大分辨率CMOS相机与所述计算机的Cameralink接口相连；

[0019] 所述深度相机与所述计算机的GigE接口相连。

[0020] 优选的，所述计算机还用于为所述轮廓相机与所述深度相机供电。

[0021] 优选的，所述计算机用于将图像采集的结果与预存图像模型进行匹配和调整时，具体用于：

[0022] 将图像采集的结果与预存图像模型进行位置匹配；若图像采集的结果与预存图像模型中的相应位置存在误差，则对当前的坐标进行校正，得到校正坐标下的图像采集结果，作为所述调整后的图像采集的结果。

[0023] 优选的，所述第一控制器通过RS232串口与所述计算机连接；

[0024] 所述第一控制器通过DB9连接器与所述电控平移台相连；

[0025] 所述计算机还用于通过所述第一控制器为所述电控平移台供电。

[0026] 优选的，所述计算机还用于对实时图像采集进行清晰度评价和对焦控制。

[0027] 优选的，所述计算机还用于对被测物体进行模型导入或者3D建模，生成所述预存图像模型。

[0028] 优选的，所述计算机还用于与通过有线或无线方式实现通信连接的关联设备进行数据交互。

[0029] 由上述方案可知，本发明提供了一种尺寸测量系统，通过所述计算机根据接收的触发信号，控制所述轮廓相机与所述深度相机进行图像采集，并将图像采集的结果与预存图像模型进行匹配和调整；再根据接收的尺寸要求，在图像采集的结果中自动识别测量点，计算得到尺寸测量结果；该系统基于所述计算机的上述图像处理和控制测量过程，能够实现自动化和智能化的快速尺寸测量，解决了现有技术的问题。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0031] 图1为本发明实施例提供的尺寸测量系统的结构示意图；

[0032] 图2为本发明实施例提供的尺寸测量系统的另一结构示意图。

具体实施方式

[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0034] 本发明提供了一种尺寸测量系统，以解决现有技术由于采用结构光方法对工件的尺寸进行测量而导致的自动化及智能化水平低的问题。

[0035] 具体的，该尺寸测量系统，参见图1，包括：轮廓相机101、深度相机102、电控平移台103、第一控制器104、计算机105及固定件；其中：

[0036] 计算机105通过第一控制器104与电控平移台103相连；

[0037] 轮廓相机101与深度相机102均与计算机105相连。

[0038] 优选的，轮廓相机101包括：远心镜头和大分辨率CMOS相机；

[0039] 所述大分辨率CMOS相机与计算机105的Cameralink接口相连；

[0040] 深度相机102与计算机105的GigE接口相连。

[0041] 具体的工作原理为：

[0042] 电控平移台103用于放置被测物体；

[0043] 所述固定件用于固定轮廓相机101垂直于电控平移台103；

[0044] 计算机105用于根据接收的触发信号，控制轮廓相机101与深度相机102进行图像采集，将图像采集的结果与预存图像模型进行匹配和调整。

[0045] 优选的，计算机105用于将图像采集的结果与预存图像模型进行匹配和调整时，具体用于：

[0046] 将图像采集的结果与预存图像模型进行位置匹配；若图像采集的结果与预存图像模型中的相应位置存在误差，则对当前的坐标进行校正，得到校正坐标下的图像采集结果，作为调整后的图像采集的结果。

[0047] 然后，计算机105再根据接收的尺寸要求，在调整后的图像采集的结果中自动识别测量点，计算得到尺寸测量结果。

[0048] 在具体的实际应用中，计算机105包括存储器、处理器、人机交互及显示模块，其中，存储器中存储有上述原理的执行程序，处理器用于自动控制该尺寸测量系统中各部件，按照上述原理的执行程序完成被测物体的各指标测量；人机交互及显示模块用于完成实时图像采集、测量结果等显示，并能够接收用户的控制输入。

[0049] 轮廓方向的测量结果图像通过Cameralink接口输出给计算机105，深度方向的测量结果通过网口传输给计算机105。当轮廓相机101采用远心镜头加大分辨率CMOS相机(即大靶面相机)完成XY平面的尺寸测量时，远心镜头能够使得成像的畸变尽可能小，并可以适应工件在Z方向上的高度差异情况，从而在成像尽可能减少带来的测量误差。而计算机105对通过大分辨率CMOS相机得到的大靶面图像进行机器视觉处理，并根据用户预输入的工件结构尺寸要求，在图像中自动识别测量点，也即测量的关键点，并得出关键点之间的像素距离等关系，从而计算出工件相应尺寸的实际值。由于大靶面图像的像素分辨率高于所需的测量精度，因而，可以完成符合测量精度要求的XY向各类尺寸的测量。

[0050] 另外，除上述组件以外，所述固定件作为支撑结构系统，其主要作用是将轮廓相机101垂直于电控平移台103和被检测镜头组件，提供对轮廓相机101、电控平移台103等组件的必要支撑。

[0051] 本实施例提供的该尺寸测量系统，基于计算机105的上述图像处理和控制测量过程，能够实现自动化和智能化的快速尺寸测量，解决了现有技术的问题。

[0052] 在上述实施例的基础之上，优选的，计算机105还用于为轮廓相机101与深度相机102供电。

[0053] 具体的，用于XY方向轮廓测量的大分辨率CMOS相机采用Cameralink接口由计算机105直接供电，在具体的实际应用中，可以由两根Cameralink数据线与计算机105的采集卡连接，因此上述所采用的传感器不需要单独的供电措施，由计算机105的相应接口为其供电即可。

[0054] 优选的，第一控制器104通过RS232串口与计算机105连接；

[0055] 第一控制器104通过DB9连接器与电控平移台103相连；

[0056] 计算机105还用于通过第一控制器104为电控平移台103供电。

[0057] 在具体的实际应用中，第一控制器104采用220V交流电供电，同时为电控平移台103提供电源，与计算机105之间采用RS232串口连接。

[0058] 第一控制器104与三轴的电控平移台103之间可以采用三根9针的DB9连接器连接。

[0059] 计算机105采用服务器级的台式计算机即可，此处不做具体限定，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。

[0060] 在上述实施例的基础之上，优选的，计算机105还用于对实时图像采集进行清晰度评价和对焦控制。

[0061] 计算机105通过对实时图像清晰度的评价，检测光学对焦情况，并形成对焦控制结果，用于控制测量机构完成Z向尺寸测量过程，同时也可以用于XY轮廓方向的清晰度评价。

[0062] 优选的，计算机105还用于对被测物体进行模型导入或者3D建模，生成所述预存图像模型。

[0063] 计算机105通过对实时图像的机器视觉处理，通过所述预存图像模型，进而能够按照工件零件图完成对应各关键点间尺寸的测量。

[0064] 优选的，计算机105还用于与通过有线或无线方式实现通信连接的关联设备进行数据交互。

[0065] 计算机105与各个关联设备进行数据交互，能够进一步提高制造业领域的自动化与智能化水平。

[0066] 另外，在上述实施例的基础之上，该尺寸测量系统，参见图2，还包括：照明装置106及第二控制器107；

[0067] 照明装置106通过第二控制器107与计算机105相连；

[0068] 计算机105还用于发送调光指令至第二控制器107，通过第二控制器107控制照明装置106为所述被测物体的对应位置提供照明。

[0069] 优选的，照明装置106为LED光源；

[0070] 计算机105还用于通过第二控制器107为照明装置106供电。

[0071] 在具体的实际应用中，计算机105可以通过对图像质量的判断或者用户输入的人工设定数值实现对照明装置106的亮度调整；

[0072] 本实施例在上述实施例的基础之上，结合照明装置106及第二控制器107，促进该尺寸测量系统实现对被检测工件整体的清晰成像。

[0073] 第二控制器107还可以同时向LED光源提供电源，在具体的实际应用中，采用220V交流电就可以使第二控制器107和LED光源工作。当然，并不限定于此，各个电源的具体参数均可以根据其具体应用环境进行选用，均在本申请的保护范围内。

[0074] 值得说明的是，本发明中提到的被测物体并不一定限定于工件零件，也即本发明提供的该尺寸测量系统不仅限于制造业领域，还可以实现对于其他领域的待测物体的尺寸测量，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。

[0075] 其他具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

[0076] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

[0077] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。