專利名稱：基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測量領(lǐng)域，尤其涉及矩形被測物幾何量測量，具體涉及基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計，我國2010年陶瓷墻磚總產(chǎn)量達到了 75. 76億平方米，總銷售額達到了2500多億元。隨著人們收入和欣賞品位的提高，高端陶瓷墻地磚產(chǎn)品需求不斷擴大，而這些高端瓷磚產(chǎn)品要求尺寸精準，平整度高。此外，對于高端瓷磚產(chǎn)品更注重無縫拼貼，在精度上的要求更加嚴格。而對于長寬為600mm和800mm的瓷磚等產(chǎn)品來說，其檢測精度要求在±0. 1_，而對應(yīng)的檢測儀器則需要更高的精度。目前，大多數(shù)廠家采用人工結(jié)合游標卡尺對瓷磚進行離線的接觸式測量，其速度慢、效率低、影響產(chǎn)能，而且出錯率高，容易出現(xiàn)檢測 質(zhì)量不穩(wěn)定等現(xiàn)象。近年來，相關(guān)院校和企業(yè)都對瓷磚檢測技術(shù)進行了研究，并研制了自動檢測墻地磚幾何尺寸等特征的系統(tǒng)。在這些檢測系統(tǒng)中，大部分都是采用兩個或四個攝像機對瓷磚對角或邊界進行拍攝。然而，這種多相機的方法不能保證多個相機完全同步，不能滿足測量精度要求，而且調(diào)整和標定困難，實用性較差。有相關(guān)企業(yè)和科研單位采用單個相機拍攝整個幅面，但由于成像像素過大(大于1000萬個像素)，圖像容量達到了十幾兆，從而拍攝的圖像不可避免的存在著嚴重的畸變，而且圖像的容量過大也將影響處理的實時性。目前，有研究者采用單相機采集四角圖像實現(xiàn)大幅面正多邊形瓷磚的測量，但是該方法局限于正多邊形物體的幾何量測量，而對于矩形瓷磚則無法測量。從上面所述的技術(shù)缺陷或者適用情況等因素考慮，在瓷磚等多邊形被測物測量領(lǐng)域，目前國內(nèi)還沒有研發(fā)出適用范圍廣，檢測精度高，可以滿足實際生產(chǎn)需求的矩形被測物幾何量在線測量系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實用新型提供了一種基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置。它不僅能解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，還具有其它許多有益效果。基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，包含矩形被測物I、背光源2、一次反射鏡3、二次反射鏡4、三次反射鏡5、四次反射鏡6、圖像采集裝置7，背光源2的個數(shù)為4個，分別位于所述矩形被測物I四個角的下方；一次反射鏡3為單面反射鏡，其個數(shù)為4個，分別位于所述矩形被測物I四個角的上方，且和背光源2—一對應(yīng)；二次反射鏡4為雙面反射鏡，其個數(shù)為2個，位于相鄰的2個一次反射鏡3的中間，且對稱分布于所述矩形被測物I的兩側(cè)；三次反射鏡5為單面反射鏡，位于二次反射鏡4的正上方，且和二次反射鏡4 一一對應(yīng)；四次反射鏡6為雙面反射鏡，其個數(shù)為I個，位于2個所述的三次反射鏡5的中間；圖像采集裝置7位于四次反射鏡6的正上方。為了提高矩形被測物的測量精度，更好的達成本實用新型的目的，本實用新型的矩形被測物3的邊線與對應(yīng)的2個一次反射鏡3中心連線平行。相應(yīng)地，和一次反射鏡3具備一一對應(yīng)關(guān)系的背光源2的中心連線也和矩形被測物3的邊線平行。基于上述同樣理由，本實用新型的一次反射鏡3和二次反射鏡4等高且平行；三次反射鏡5和四次反射鏡6等高且平行；一次反射鏡3、二次反射鏡4、三次反射鏡5、四次反射鏡6，它們的反射面均和矩形被測物I的表平面成45度角。本實用新型的工作原理如下矩形被測物I放置于背光源2與一次反射鏡3之間，矩形被測物I的四個角都處于背光源2照射范圍之內(nèi)，且相鄰轉(zhuǎn)角的連線(邊線)與對應(yīng)的一次反射鏡3鏡面中心的連線平行。點亮背光源2后，其發(fā)出的光線將各個轉(zhuǎn)角及 其邊緣輪廓信息在上方對應(yīng)的一次反射鏡3上分別生成投影，此為第一次投影(見說明書附圖2)。對應(yīng)地，第一次投影的區(qū)域共有4個，此投影再通過一次反射鏡3的平面反射功能，光線路徑發(fā)生90度轉(zhuǎn)變，即從垂直方向變?yōu)樗椒较蛑翆?yīng)的二次反射鏡4。由于此處的一次反射鏡3承擔第一次反射功能，為了和后續(xù)的反射鏡相區(qū)別，顧名思義為一次反射鏡。下面的各反射鏡命名同此理，不再贅述。二次反射鏡4接收來自一次反射鏡3的投影，把來自一次反射鏡3的四個投影兩兩組合，并傳遞至三次反射鏡5，形成2個投影區(qū)域(見說明書附圖3)。三次反射鏡5上的兩個投影區(qū)域最終匯聚到四次反射鏡6上，最終在四次反射鏡6正上方的圖像采集裝置7中合成一個投影區(qū)域，圖像采集裝置7通過分析該投影區(qū)域的大小，計算出矩形被測物I的邊長大小，完成其幾何量的測量。本實用新型有益效果在于(I)只采用一個攝像機，實現(xiàn)大幅面被測物的整體幾何量的測量，徹底消除由于多個相機的不同步造成的精度誤差。而且由于拍攝區(qū)域小，相機像素能夠獲得較大程度的利用，保證了測量的精度。(2)分別在兩相對的邊線采用光路轉(zhuǎn)換與集合模式，經(jīng)過四次的投影，有效解決單相機測量對象局限于正多變形的問題，可以更廣泛的用于實際的生產(chǎn)中。由于上述有益效果，本實用新型廣泛應(yīng)用于矩形被測物的幾何量測量中。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型I的測量原理示意圖。實施方式
以下結(jié)合附圖來進一步闡述本實用新型的具體實施方式
。如圖I所示，基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，包含矩形被測物I、背光源2、一次反射鏡3、二次反射鏡4、三次反射鏡5、四次反射鏡6、圖像采集裝置7，背光源2的個數(shù)為4個，分別位于所述矩形被測物I四個角的下方；一次反射鏡3為單面反射鏡，其個數(shù)為4個，分別位于所述矩形被測物I四個角的上方，且和背光源2 —一對應(yīng)；二次反射鏡4為雙面反射鏡，其個數(shù)為2個，位于相鄰的2個一次反射鏡3的中間，且對稱分布于所述矩形被測物I的兩側(cè)；三次反射鏡5為單面反射鏡，位于二次反射鏡4的正上方，且和二次反射鏡4 一一對應(yīng)；四次反射鏡6為雙面反射鏡，其個數(shù)為I個，位于2個所述的三次反射鏡5的中間；圖像采集裝置7位于四次反射鏡6的正上方。由于矩形被測物I的支撐和運動控制裝置等，背光源2的固著裝置，各反射鏡及圖像采集裝置的固著裝置在并本圖中沒有示出，但毫無疑問，為了實現(xiàn)本實用新型的目的，即完成矩形被測物的測量，這些裝置均不可或缺，但這些均非本實用新型的發(fā)明要點，故在本圖中不再示出。如圖2所示，為本實用新型的測量原理圖，為描述方便，該圖的背光源2、一次反射鏡3、二次反射鏡4均減半示出，這對本實用新型原理的闡述并沒有實質(zhì)性影響。且其具 體的工作原理前已述及，在此不再贅述。
權(quán)利要求1.基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，包含矩形被測物(1)，其特征在于還包含背光源(2)、一次反射鏡(3)、二次反射鏡(4)、三次反射鏡(5)、四次反射鏡(6)、圖像采集裝置(7)，所述的背光源(2)的個數(shù)為4個，分別位于所述矩形被測物(I)四個角的下方；所述的一次反射鏡(3)為單面反射鏡，其個數(shù)為4個，分別位于所述矩形被測物(I)四個角的上方，且和所述的背光源(2) —一對應(yīng)；所述的二次反射鏡(4)為雙面反射鏡，其個數(shù)為2個，位于相鄰的2個一次反射鏡(3)的中間，且對稱分布于所述矩形被測物(I)的兩側(cè)；所述的三次反射鏡(5)為單面反射鏡，位于所述的二次反射鏡(4)的正上方，且和所述的二次反射鏡(4) 一一對應(yīng)；所述的四次反射鏡(6)為雙面反射鏡，其個數(shù)為I個，位于2個所述的三次反射鏡(5)的中間；所述的圖像采集裝置(7)位于所述的四次反射鏡(6)的正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，其特征在于所述矩形被測物(I)的邊線與對應(yīng)的2個所述的背光源(2)中心連線平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，其特征在于所述矩形被測物(I)的邊線與對應(yīng)的2個所述的一次反射鏡(3)中心連線平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，其特征在于所述的一次反射鏡(3)和所述的二次反射鏡(4)等高且平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，其特征在于所述的三次反射鏡(5)和所述的四次反射鏡(6)等高且平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，其特征在于 所述的一次反射鏡(3)、二次反射鏡(4)、三次反射鏡(5)、四次反射鏡(6)，它們的反射面均和所述的矩形被測物(I)的表平面成45度角。
專利摘要本實用新型公開了基于機器視覺的矩形被測物幾何量測量裝置，包含矩形被測物(1)、背光源(2)、一次反射鏡(3)、二次反射鏡(4)、三次反射鏡(5)、四次反射鏡(6)、圖像采集裝置(7)，通過對所矩形被測物(1)四角的投影并經(jīng)過上述各反射鏡的多次反射最終在圖像采集裝置(7)中形成一個投影，對該投影分析可以得出矩形被測物(1)的幾何量大小。本實用新型只采用一個攝像機，保證了測量的精度；有效解決單相機測量對象局限于正多變形的問題，由于上述有益效果，本實用新型廣泛應(yīng)用于矩形被測物的幾何量測量中。
文檔編號G01B11/00GK202630906SQ20122015456
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者蔣家付, 鐘文國, 周作先, 黃美儀 申請人:佛山科學技術(shù)學院