專利名稱：定位測(cè)量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種定位測(cè)量裝置及方法，特別是一種對(duì)被測(cè)件的相 關(guān)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量的裝置及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)方法中對(duì)被測(cè)件的長(zhǎng)度，幾何形狀規(guī)格的測(cè)量需借用 一些測(cè)量工 具，且需要人以手工方式進(jìn)行測(cè)量，這些測(cè)量工具有直尺，游標(biāo)卡尺、 角尺、卡鉗等。使用需要手工進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量工具測(cè)量好各項(xiàng)數(shù)據(jù)后， 需要人工記錄測(cè)量結(jié)果，如此，在被測(cè)件所需測(cè)量的參數(shù)較多，且被測(cè) 件的數(shù)量也較多時(shí)，很容易出現(xiàn)測(cè)量錯(cuò)誤及記錄錯(cuò)誤的情況，且人工測(cè) 量精度不高，效率也較低。
隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了 一批光學(xué)測(cè)量工具如測(cè)長(zhǎng)儀及光學(xué)測(cè)微儀， 其可大大提高測(cè)量的精度，然而該等儀器還是需要手工測(cè)量并記錄測(cè)量 結(jié)果。如今，很多測(cè)量工具已經(jīng)發(fā)展成為同時(shí)采用精密機(jī)械、光、電等 原理，并與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的測(cè)量工具，如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)及齒輪量 儀等，其雖可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)被測(cè)件各項(xiàng)規(guī)格進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，并自動(dòng)保存結(jié) 果，可往往這些測(cè)量工具成本都比較高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，故需要提供一種成本低，且自動(dòng)對(duì)被測(cè)件的相關(guān)參數(shù)進(jìn) 行測(cè)量的定位測(cè)量裝置及方法。
所述定位測(cè)量裝置與一影像獲取裝置相連，該裝置包括一存儲(chǔ)單 元、 一中央處理單元及一輸入單元，其中，該測(cè)量裝置的中央處理單元
包括
該測(cè)量裝置的中央處理單元包括一物件影像導(dǎo)入模塊、 一標(biāo)準(zhǔn)件測(cè) 量區(qū)選取模塊、 一標(biāo)準(zhǔn)腳本文件生成模塊、 一被測(cè)件測(cè)量區(qū)域確定模塊
及一測(cè)量模塊。該物件影像導(dǎo)入模塊根據(jù)接收到通過該輸入單元輸入的 控制指令控制該影像獲取裝置獲取物件影像檔，并將所述物件影像檔導(dǎo)
入測(cè)量裝置，所述物件影像檔為標(biāo)準(zhǔn)件影像檔或被測(cè)件影像檔；該準(zhǔn)件 測(cè)量區(qū)選取模塊在該標(biāo)準(zhǔn)件影像檔上選取一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以每一 測(cè)量點(diǎn)為中心點(diǎn)選取一第一區(qū)域及一第二區(qū)域，且第一區(qū)域之區(qū)域大小 大于第二區(qū)域之區(qū)域大??；該標(biāo)準(zhǔn)腳本文件生成模塊記錄上述所選取的 每一測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域在該標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中的位置并截取第二區(qū)域的影 像生成一腳本文件，并將該腳本文件存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元中；該測(cè)件測(cè)量 區(qū)域確定模塊，運(yùn)行上述腳本文件，根據(jù)腳本文件中所記錄的標(biāo)準(zhǔn)件影 像檔中各測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域的位置在該被測(cè)件影像檔中確定一第三區(qū) 域，在該第三區(qū)域中獲取與該第二區(qū)域影像相似度最大一第四區(qū)域?yàn)楸?測(cè)件測(cè)量區(qū)。
所述定位測(cè)量方法包括如下步驟導(dǎo)入一標(biāo)準(zhǔn)件影像檔；在該標(biāo)準(zhǔn) 件影像檔中選取一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以每一測(cè)量點(diǎn)為中心點(diǎn)選取一第 一區(qū)域及一第二區(qū)域，且第一區(qū)域之區(qū)域大小大于第二區(qū)域之區(qū)域大 小；記錄上述所選取的每一測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域在影像檔中的位置并截取 第二區(qū)域的影像生成一腳本文件，并將該腳本文件存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元 中；導(dǎo)入被測(cè)件影像檔；運(yùn)行上述腳本文件，根據(jù)腳本文件中所記錄的 標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中各測(cè)量點(diǎn)之第 一 區(qū)域的位置在被測(cè)件影像檔中確定 一 第 三區(qū)域，在該第三區(qū)域中以單位位移移動(dòng)該所截取的第二區(qū)域影像，選 取與該R2影像最接近的一第四區(qū)域作為測(cè)量區(qū)；在測(cè)量區(qū)測(cè)量根據(jù)測(cè)試 項(xiàng)目測(cè)試相應(yīng)測(cè)量項(xiàng)目，顯示并記錄測(cè)量結(jié)果。
相較于現(xiàn)有技術(shù)，所述定位測(cè)量裝置及方法，通過獲取被測(cè)件的影 像，通過對(duì)被測(cè)件的影像的相關(guān)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量來實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)件的相關(guān)參 數(shù)的測(cè)量，使用方便，成本低。


圖1為定位測(cè)量系統(tǒng)的硬體架構(gòu)圖。
圖2為測(cè)量裝置的中央處理單元所執(zhí)行的功能模塊圖。
圖3 圖6為使用本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量一轉(zhuǎn)軸的軸部直徑的過程示意圖。
圖7為定位測(cè)量方法生成腳本文件的流程圖。 圖8為定位測(cè)量方法測(cè)量過程流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1,為定位測(cè)量系統(tǒng)的硬體架構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括一影像獲取 裝置1及一測(cè)量裝置2。該影像獲取裝置1與該測(cè)量裝置2連接。該影像 獲取裝置1可為一掃描裝置，用于獲取物件影像，并將所獲取的物件影 像轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式即物件影像檔后存儲(chǔ)至該測(cè)量裝置2中。在本發(fā)明中 該物件影像檔可為標(biāo)準(zhǔn)件影像檔或被測(cè)件影像檔，標(biāo)準(zhǔn)件即為符合預(yù)定 規(guī)格的物件，被測(cè)件即為需要測(cè)量的物件。該測(cè)量裝置2，包括一存儲(chǔ)單 元21、 一輸入單元22、 一顯示單元23及一中央處理單元(CPU)24。
該存儲(chǔ)單元21用于存儲(chǔ)由該影像獲取裝置1所獲取的物件的影像檔 及測(cè)量過程中產(chǎn)生的相關(guān)測(cè)量結(jié)果及數(shù)據(jù)；該輸入單元22可為鍵盤、鼠 標(biāo)、觸摸板等輸入設(shè)備，用戶可通過輸入單元22輸入控制物件的測(cè)量過 程的控制指令；該顯示單元23用于顯示物件測(cè)量的過程及結(jié)果。該中央 處理單元24接收通過輸入單元22輸入的控制指令，根據(jù)該控制指令執(zhí) 行物件測(cè)量的過程。對(duì)中央處理單元24執(zhí)行物件測(cè)量的過程的詳細(xì)描 述，請(qǐng)參閱圖2及圖3 圖6。
請(qǐng)參閱圖2，為測(cè)量裝置的中央處理單元所執(zhí)行的功能模塊圖。該中 央處理單元24包括 一物件影像導(dǎo)入模塊241、 一標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量區(qū)選取模 塊242、 一腳本文件生成纟莫塊243、 一纟皮測(cè)件測(cè)量區(qū)確定纟莫塊244及一測(cè) 量模塊245。本實(shí)施方式以測(cè)量一轉(zhuǎn)軸的軸部直徑為例說明物件的測(cè)量過 程，請(qǐng)參閱圖3 圖6，即為測(cè)量該轉(zhuǎn)軸的軸部直徑的過程示意圖。
首先，該物件影像導(dǎo)入模塊241接收通過輸入單元22輸入的控制指 令，根據(jù)該控制指令控制影像獲取裝置1獲取物件影像檔，并將該物件影像檔導(dǎo)入測(cè)量裝置2后通過顯示單元23顯示給用戶。如圖3所示，該 標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量區(qū)選取模塊242在所導(dǎo)入的物件影像為標(biāo)準(zhǔn)件影像檔時(shí)，根 據(jù)所接收的輸入單元22的控制指令在該標(biāo)準(zhǔn)件的影像檔中選取測(cè)量區(qū) 域。在確定測(cè)量區(qū)域時(shí)，首先需要根據(jù)所測(cè)量的測(cè)量項(xiàng)目選擇測(cè)量點(diǎn)， 因本實(shí)施方式的測(cè)量項(xiàng)目以測(cè)量轉(zhuǎn)軸的軸31的直徑為例說明，則選擇軸 31與軸體32的交點(diǎn)A及交點(diǎn)B為測(cè)量點(diǎn)，以測(cè)量點(diǎn)A為中心點(diǎn)選擇一 大區(qū)域Rl及一小區(qū)域R2，以測(cè)量點(diǎn)B為中心點(diǎn)選擇一大區(qū)域R3及一小區(qū)域R4。所述選擇測(cè)量點(diǎn)、選定大區(qū)域R1、 R3及小區(qū)域R2、 R4都為 該標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量區(qū)選取模塊242根據(jù)所接收的通過該輸入單元22的控制指 令完成。當(dāng)然，亦可在通過該輸入單元22的控制指令選定測(cè)量點(diǎn)后，該標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量區(qū)選取模塊242以所選定的測(cè)量點(diǎn)為中心，自動(dòng)確定該大區(qū) 域R1、 R3及一'卜區(qū)域R2、 R4。
請(qǐng)參閱圖4，該腳本文件生成模塊243記錄確定大區(qū)域Rl及R3的 區(qū)域大小及位置的點(diǎn)A1、 A2、 A3、 A4及B1、 B2、 B3、 B4的點(diǎn)在該影 像檔中的坐標(biāo)值，并截取小區(qū)域R2及R4內(nèi)的影像Sl及S2后生成一腳 本文件存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元21中。
請(qǐng)參閱圖5，該被測(cè)件測(cè)量區(qū)域確定模塊244在由該物件影像導(dǎo)入模 塊241導(dǎo)入的物件影像檔為被測(cè)件影像檔后，運(yùn)行該腳本文件，根據(jù)該 腳本文件中所記錄的標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中大區(qū)域Rl及R3的坐標(biāo)在被測(cè)件影 像檔中確定相應(yīng)大區(qū)域Tl及T3,分別在大區(qū)域Tl及T3分別選取一小 區(qū)域T2、 T4，該小區(qū)域T2、 T4對(duì)應(yīng)的影像S3及S4與影像Sl及S2的 相似度最大。
選取區(qū)域T2、 T4的具體做法為在區(qū)域Tl及T3內(nèi)分別以一預(yù)設(shè) 單位位移移動(dòng)在標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中所截取的影像Sl及S2,每次移動(dòng)后該影 像Sl及S2在被測(cè)件影像檔中所處的區(qū)域分別為T^及T2m。其中，Tlm 表示影像Sl第m次移動(dòng)時(shí)，影像Sl在被測(cè)件影像檔中所處的區(qū)域，T2m 表示影像S2第m次移動(dòng)時(shí)，影像S2在被測(cè)件影像檔中所處的區(qū)域。獲
取區(qū)域T,m的影像S,m及T2m的影像S2m，同時(shí)計(jì)算影像Sl與影像S1m的
相似度及影像S2與影像S2m的相似度。以計(jì)算影像Sl與影像Sim的相似度為例，計(jì)算相似度時(shí)，以一個(gè)或者多個(gè)像素為單位像素，分別計(jì)算影
像Sl與影像Slm對(duì)應(yīng)單位像素亮度的差平方和，計(jì)算公式為 Dlm=∑Tn-In]2，其中，Tn為影像Sl第n個(gè)羊位像素的亮度值，1。為影像 S^第n個(gè)單位像素的亮度值，相似度D^為移動(dòng)第m個(gè)單位位移時(shí)影像 Sl與S,m所有單位像素的亮度的差平方和。最后，選擇D^值最小的影 像S,m作為Sl相似度最大的影像S3，影像S3所在區(qū)域即為被測(cè)件的測(cè) 量區(qū)T2。通過同樣的方法，獲得影像S2相似度最大的影像S4所在區(qū)域 啦文為^^皮測(cè)件另 一 個(gè)測(cè)量區(qū)T4 。
請(qǐng)參閱圖6，該測(cè)量模塊245根據(jù)測(cè)量區(qū)T2及T4確定其中心點(diǎn)E, F作為該被測(cè)件的測(cè)量點(diǎn)，則測(cè)量點(diǎn)E, F之間的距離即為所需測(cè)量的軸 31的直徑，將測(cè)量結(jié)果顯示于顯示單元23,并將測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)至存儲(chǔ)單 元21中。
如果該影像獲取裝置1所獲取的影像為彩色影像，則可對(duì)該被測(cè)件 的測(cè)量區(qū)T2及/或T4的色彩，即RGB值進(jìn)行測(cè)量。
請(qǐng)參閱圖7，為定位測(cè)量方法生成腳本文件的流程圖。首先，接收通 過該輸入單元22輸入的獲取影像控制指令，根據(jù)該控制指令控制影像獲 取裝置1獲取一標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)件影像檔，將該標(biāo)準(zhǔn)件影像檔導(dǎo)入測(cè)量裝 置2(步驟701);根據(jù)所測(cè)量的項(xiàng)目在標(biāo)準(zhǔn)件影像檔上選擇一個(gè)或者多個(gè) 測(cè)量點(diǎn)(步驟S702);以每一測(cè)量點(diǎn)為中心點(diǎn)確定一大區(qū)域及一小區(qū)域(步 驟S703);記錄大區(qū)域在標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中的位置并截取小區(qū)域的影像以生 成一腳本文件，并將該腳本文件存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元21中(步驟S704)，在每 次測(cè)量的被測(cè)件相同時(shí)，可直接調(diào)用該腳本文件。
請(qǐng)參閱圖8,為定位測(cè)量方法測(cè)量過程流程圖。首先，導(dǎo)入被測(cè)件的 影像檔(步驟S801);運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)件腳本文件，根據(jù)腳本文件中記錄的標(biāo)準(zhǔn) 件影像檔中各測(cè)量點(diǎn)的大區(qū)域的位置，確定該等大區(qū)域在被測(cè)件影像檔 中的位置(步驟S802);在被測(cè)件影像檔中的大區(qū)域中以一預(yù)設(shè)位移移動(dòng) 在標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中所截取的小區(qū)域影像，并選取與該小區(qū)域影像相似度 最大的區(qū)域作為被測(cè)件的測(cè)量區(qū)，并以該測(cè)量區(qū)的中心點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)(步 驟S803);根據(jù)所需測(cè)量的項(xiàng)目做相應(yīng)的測(cè)量(步驟804);記錄測(cè)量結(jié)果
至存儲(chǔ)單元21中(步驟S805),若需要對(duì)下一個(gè)被測(cè)件進(jìn)行測(cè)量，則返回步驟S801,直到所有被測(cè)件測(cè)量完畢，則結(jié)束循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種定位測(cè)量裝置，與一影像獲取裝置相連，包括一存儲(chǔ)單元、一中央處理單元及一輸入單元，其特征在于，該測(cè)量裝置的中央處理單元包括一物件影像導(dǎo)入模塊，根據(jù)接收到通過該輸入單元輸入的控制指令控制該影像獲取裝置獲取物件影像檔，并將所述物件影像檔導(dǎo)入測(cè)量裝置，所述物件影像檔為標(biāo)準(zhǔn)件影像檔或被測(cè)件影像檔；一標(biāo)準(zhǔn)件測(cè)量區(qū)選取模塊，在該標(biāo)準(zhǔn)件影像檔上選取一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以每一測(cè)量點(diǎn)為中心點(diǎn)選取一第一區(qū)域及一第二區(qū)域，且第一區(qū)域之區(qū)域大小大于第二區(qū)域之區(qū)域大小；一標(biāo)準(zhǔn)腳本文件生成模塊，記錄上述所選取的每一測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域在該標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中的位置并截取第二區(qū)域的影像生成一腳本文件，并將該腳本文件存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元中；一被測(cè)件測(cè)量區(qū)域確定模塊，運(yùn)行上述腳本文件，根據(jù)腳本文件中所記錄的標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中各測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域的位置在該被測(cè)件影像檔中確定一第三區(qū)域，在該第三區(qū)域中獲取與該第二區(qū)域影像相似度最大一第四區(qū)域?yàn)楸粶y(cè)件測(cè)量區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，該影像獲取裝置可為 一掃描裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，該被測(cè)件測(cè)量區(qū)域確 定模塊確定該測(cè)量區(qū)的中心點(diǎn)以作為該被測(cè)件的 一測(cè)量點(diǎn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，該中央處理單元還包 括一測(cè)量模塊，用于測(cè)量該測(cè)量區(qū)的RGB值。
5. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，該中央處理單元還包 括 一 測(cè)量模塊，用于測(cè)量所確定的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離。
6. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，選取該第四區(qū)域作為 被測(cè)件測(cè)量區(qū)的具體為在該第三區(qū)域中以單位位移移動(dòng)該所截取的第 二區(qū)域影像，記錄每次移動(dòng)后該第二區(qū)域影像在被測(cè)件影像檔中所處的區(qū)域?yàn)門m，獲取該區(qū)域Tm的影像Sm，計(jì)算該第二區(qū)域影像與影像Sm的相似度Dm;選擇Dm值最小的影像Sm作為相似度最大的影像S’，該影像S’，所在區(qū)域即為被測(cè)件的測(cè)量區(qū)，其中下標(biāo)m為第二區(qū)域影像在該第三 區(qū)域中第m個(gè)單位位移。
7. 如權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于，相似度Dm的計(jì)算公 式為<formula>see original document page 3</formula>，其中，Tn為第二區(qū)域影像第n個(gè)單位像素的亮度 值，In為與第二區(qū)域影像對(duì)應(yīng)的被測(cè)件影像的第n個(gè)單位像素的亮度值，Dm為移動(dòng)第m個(gè)單位位移時(shí)第二區(qū)域影像與該第二區(qū)域影像在被 測(cè)件中所對(duì)應(yīng)區(qū)域影像的對(duì)應(yīng)單位像素亮度的差平方和。
8. —種定位測(cè)量方法，其特征在于，該方法包括 導(dǎo)入一標(biāo)準(zhǔn)件影像檔；在該標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中選取一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以每一測(cè)量點(diǎn)為中 心點(diǎn)選取一第一區(qū)域及一第二區(qū)域，且第一區(qū)域之區(qū)域大小大于第二區(qū) 域之區(qū)域大?。挥涗浬鲜鏊x取的每一測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域在影像檔中的位置并截取 第二區(qū)域的影像生成一腳本文件，并將該腳本文件存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元 中；導(dǎo)入被測(cè)件影像檔；運(yùn)行上述腳本文件，根據(jù)腳本文件中所記錄的標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中各測(cè) 量點(diǎn)之第一區(qū)域的位置在被測(cè)件影像檔中確定一第三區(qū)域，在該第三區(qū) 域中以預(yù)設(shè)位移移動(dòng)所截取的第二區(qū)域影像，選取與該第二區(qū)域影像最 相似的一第四區(qū)域作為測(cè)量區(qū)。
9. 如權(quán)利要求8所述的測(cè)量方法，其特征在于，還包括在確定被測(cè)件 影像檔的測(cè)量區(qū)后，確定該測(cè)量區(qū)的中心點(diǎn)為測(cè)量點(diǎn)的步驟。
10. 如權(quán)利要求8所述的測(cè)量方法，其特征在于，還包括自動(dòng)測(cè)量所 確定的兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離的步驟。
11. 如權(quán)利要求8所述的測(cè)量方法，其特征在于，還包括自動(dòng)測(cè)量測(cè) 量區(qū)的RGB值的步驟。
全文摘要
提供一種定位測(cè)量方法，該方法包括導(dǎo)入一標(biāo)準(zhǔn)件影像檔；在該標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中選取一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以每一測(cè)量點(diǎn)為中心點(diǎn)選取一第一區(qū)域及一第二區(qū)域；記錄上述所選取的每一測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域在影像檔中的位置并截取第二區(qū)域的影像生成一腳本文件，并將該腳本文件存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)單元中；導(dǎo)入被測(cè)件影像檔；運(yùn)行上述腳本文件，根據(jù)腳本文件中所記錄的標(biāo)準(zhǔn)件影像檔中各測(cè)量點(diǎn)之第一區(qū)域的位置在被測(cè)件影像檔中確定一第三區(qū)域，在該第三區(qū)域中以單位位移移動(dòng)該所截取的第二區(qū)域影像，選取與該第二區(qū)域影像最接近的一第四區(qū)域作為測(cè)量區(qū)。同時(shí)，提供一定位測(cè)量裝置。本發(fā)明可自動(dòng)測(cè)量被測(cè)件的相關(guān)參數(shù)，且使用方便，成本低。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101173853SQ20061006341
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日
發(fā)明者曾盛鵬, 蒲小滿 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司