一種圓柱型物體直徑尺寸的高精度視覺測(cè)量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于機(jī)器視覺的圓柱型物體直徑尺寸高精度測(cè)量的方法，屬于視覺檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圓柱型物體直徑尺寸高精度測(cè)量。本發(fā)明通過以下步驟得以實(shí)現(xiàn)：(1)把相機(jī)固定在支架的合適位置，使得相機(jī)光軸與基準(zhǔn)平面垂直；(2)將待測(cè)圓柱型物體放置到基準(zhǔn)平面上，拍攝圖像；(3)根據(jù)拍攝的圖像，計(jì)算圓柱型物體直徑的圖像空間尺寸；(4)基于透鏡相機(jī)模型，建立被測(cè)圓柱型物體直徑的圖像空間尺寸與物理空間尺寸的映射關(guān)系，利用被測(cè)圓柱型物體直徑的圖像空間尺寸計(jì)算物理空間尺寸。
【專利說明】-種圓柱型物體直徑尺寸的高精度視覺測(cè)量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于視覺檢測(cè)領(lǐng)域，涉及視覺測(cè)量技術(shù)，特別是一種圓柱型物體直徑尺寸 的高精度視覺測(cè)量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 視覺測(cè)量是指將計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用于空間幾何尺寸的精確測(cè)量和定位。視覺測(cè)量因 具有連續(xù)性、非接觸和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，而成為機(jī)械零件尺寸測(cè)量的一種革新手段。 利用視覺測(cè)量技術(shù)測(cè)量圓柱型物體的直徑尺寸是視覺測(cè)量的重要應(yīng)用之一。
[0003]目前基于機(jī)器視覺測(cè)量圓柱型物體直徑的方法要求待測(cè)圓柱形物體的軸也到相 機(jī)光也的距離保持固定，W便得到精確的測(cè)量結(jié)果，如圖1。但是，在某些測(cè)量環(huán)境下要求將 被測(cè)物體放置于一個(gè)基準(zhǔn)平面上，此時(shí)相機(jī)光也到基準(zhǔn)平面的距離是固定的，而相機(jī)光也 到被測(cè)物體軸也線的距離會(huì)隨著被測(cè)物體直徑的大小而變化，如圖2。本發(fā)明主要針對(duì)該種 測(cè)量要求，提出一種高精度的圓柱形物體直徑高精度視覺測(cè)量方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有軸徑測(cè)量方法的不易實(shí)現(xiàn)和對(duì)測(cè)量環(huán)境 要求高等問題，提出了一種基于機(jī)器視覺的圓柱型物體直徑測(cè)量方法。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，步驟如下：
[0006] (1)把相機(jī)固定在支架的合適位置，使得相機(jī)光軸與基準(zhǔn)面垂直；設(shè)相機(jī)光也為， 相機(jī)光軸垂直基準(zhǔn)面并交于點(diǎn)，相機(jī)光也到基準(zhǔn)面的距離為，在測(cè)量過程中保持不變；相機(jī) 的焦距為；相機(jī)的空間分辨率，即單位像素代表的物理尺寸U;
[0007] (2)把被測(cè)物體放置在相機(jī)正下方的基準(zhǔn)面上，要求相機(jī)的光軸通過物體的軸也， 拍攝圖像；
[0008] (3)根據(jù)拍攝的圖像，計(jì)算圓柱型物體的兩邊緣之間像素距離，則圓柱形物體直徑 的圖像空間尺寸為；
[0009] (4)基于透鏡相機(jī)模型，建立被測(cè)圓柱形物體直徑的圖像空間尺寸與物理空間尺 寸的映射關(guān)系，利用被測(cè)圓柱形物體直徑的圖像空間尺寸計(jì)算物理空間尺于。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1示出已有方法中相機(jī)和圓柱的安裝位置
[0011] 圖中；①相機(jī)；②圓柱軸也固定架；③待測(cè)物體；④基準(zhǔn)面
[0012] 圖2示出改進(jìn)后的方法中相機(jī)和圓柱的安裝位置
[0013]圖中；①相機(jī)；②待測(cè)物體；③基準(zhǔn)面
[0014]圖3示出計(jì)算直徑尺寸透鏡成像模型的幾何成像關(guān)系。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明是為了快速、高精度地測(cè)量圓柱型物體直徑尺寸而設(shè)計(jì)的視覺測(cè)量方法， 下面參照附圖和步驟對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說明。
[0016] 該發(fā)明的步驟如下：
[0017] (1)把相機(jī)固定在支架的合適位置，使得相機(jī)光軸與基準(zhǔn)面垂直；設(shè)相機(jī)光也為， 相機(jī)光軸垂直基準(zhǔn)面并交于點(diǎn)，相機(jī)光也到基準(zhǔn)而的距離為，在測(cè)量過程中保持不變；相機(jī) 的焦距為；相機(jī)的空間分辨率，即單位像素代表的物理尺寸U;
[0018] (2)把被測(cè)物體放置在相機(jī)正下方的基準(zhǔn)面上，要求相機(jī)的光軸通過物體的軸也， 拍攝圖像；
[0019] (3)根據(jù)拍攝的圖像，計(jì)算圓柱型物體的兩邊緣之間像素距離，則圓柱形物體直徑 的圖像空間尺寸為；
[0020] (4)基于透鏡相機(jī)模型，建立被測(cè)圓柱形物體直徑的圖像空間尺寸與物理空間尺 寸的幾何關(guān)系，如圖3。根據(jù)平行線等分線定理可W得到

【權(quán)利要求】
1. 一種圓柱型物體直徑尺寸高精度視覺測(cè)量的方法，包括下列步驟： (1) 把相機(jī)固定在支架的合適位置，使得相機(jī)光軸與基準(zhǔn)面垂直；設(shè)相機(jī)光心為0,相 機(jī)光軸垂直基準(zhǔn)面并交于Of點(diǎn)；相機(jī)光心到基準(zhǔn)面的距離為〇〇f，OOf在測(cè)量過程中保持不 變；相機(jī)的焦距為f。；相機(jī)的空間分辨率，即單位像素代表的物理尺寸為U ; (2) 把被測(cè)物體放置在相機(jī)正下方的基準(zhǔn)面上，要求相機(jī)的光軸通過物體的軸心，拍攝 圖像； (3) 根據(jù)拍攝的圖像，計(jì)算圓柱型物體的兩邊緣之間像素距離N，則圓柱型物體直徑的 圖像空間尺寸為X = NXu ; (4) 基于透鏡相機(jī)模型，建立圓柱形物體直徑尺寸的圖像空間與物理空間的映射關(guān)系，
根據(jù)該映射關(guān)系，計(jì)算圓柱形物體的直徑物理尺寸。
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK104359414SQ201410751963
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】汪劍鳴, 高彪, 張笑, 趙坤, 孫玉寬 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)