本發(fā)明涉及尺寸測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種尺寸測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著德國(guó)工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025等戰(zhàn)略的相繼出臺(tái)，依托網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的深度融合與集成，傳統(tǒng)制造業(yè)正逐步邁入智能制造時(shí)代。我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展空間正面臨被逐漸擠壓的態(tài)勢(shì)，因此，只有不斷提高制造業(yè)自動(dòng)化與智能化水平，才能加快我國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

當(dāng)前，快速和準(zhǔn)確是很多實(shí)際生產(chǎn)線的迫切需求，而在生產(chǎn)過(guò)程中用到的傳統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備，由于其采用結(jié)構(gòu)光方法對(duì)工件的尺寸進(jìn)行測(cè)量，因此，其成本高，且速度慢，限制了制造業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化與智能化水平。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種尺寸測(cè)量系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)由于采用結(jié)構(gòu)光方法對(duì)工件的尺寸進(jìn)行測(cè)量而導(dǎo)致的自動(dòng)化及智能化水平低的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：

一種尺寸測(cè)量系統(tǒng)，包括：輪廓相機(jī)、深度相機(jī)、電控平移臺(tái)、第一控制器、計(jì)算機(jī)及固定件；其中：

所述計(jì)算機(jī)通過(guò)所述第一控制器與所述電控平移臺(tái)相連；

所述電控平移臺(tái)用于放置被測(cè)物體；

所述固定件用于固定所述輪廓相機(jī)垂直于所述電控平移臺(tái)；

所述輪廓相機(jī)與所述深度相機(jī)均與所述計(jì)算機(jī)相連；

所述計(jì)算機(jī)用于根據(jù)接收的觸發(fā)信號(hào)，控制所述輪廓相機(jī)與所述深度相機(jī)進(jìn)行圖像采集，將圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型進(jìn)行匹配和調(diào)整；再根據(jù)接收的尺寸要求，在調(diào)整后的圖像采集的結(jié)果中自動(dòng)識(shí)別測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算得到尺寸測(cè)量結(jié)果。

優(yōu)選的，還包括：照明裝置及第二控制器；

所述照明裝置通過(guò)所述第二控制器與所述計(jì)算機(jī)相連；

所述計(jì)算機(jī)還用于發(fā)送調(diào)光指令至所述第二控制器，通過(guò)所述第二控制器控制所述照明裝置為所述被測(cè)物體的對(duì)應(yīng)位置提供照明。

優(yōu)選的，所述照明裝置為L(zhǎng)ED光源；

所述計(jì)算機(jī)還用于通過(guò)所述第二控制器為所述照明裝置供電。

優(yōu)選的，所述輪廓相機(jī)包括：遠(yuǎn)心鏡頭和大分辨率CMOS相機(jī)；

所述大分辨率CMOS相機(jī)與所述計(jì)算機(jī)的Cameralink接口相連；

所述深度相機(jī)與所述計(jì)算機(jī)的GigE接口相連。

優(yōu)選的，所述計(jì)算機(jī)還用于為所述輪廓相機(jī)與所述深度相機(jī)供電。

優(yōu)選的，所述計(jì)算機(jī)用于將圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型進(jìn)行匹配和調(diào)整時(shí)，具體用于：

將圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型進(jìn)行位置匹配；若圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型中的相應(yīng)位置存在誤差，則對(duì)當(dāng)前的坐標(biāo)進(jìn)行校正，得到校正坐標(biāo)下的圖像采集結(jié)果，作為所述調(diào)整后的圖像采集的結(jié)果。

優(yōu)選的，所述第一控制器通過(guò)RS232串口與所述計(jì)算機(jī)連接；

所述第一控制器通過(guò)DB9連接器與所述電控平移臺(tái)相連；

所述計(jì)算機(jī)還用于通過(guò)所述第一控制器為所述電控平移臺(tái)供電。

優(yōu)選的，所述計(jì)算機(jī)還用于對(duì)實(shí)時(shí)圖像采集進(jìn)行清晰度評(píng)價(jià)和對(duì)焦控制。

優(yōu)選的，所述計(jì)算機(jī)還用于對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行模型導(dǎo)入或者3D建模，生成所述預(yù)存圖像模型。

優(yōu)選的，所述計(jì)算機(jī)還用于與通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)通信連接的關(guān)聯(lián)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

由上述方案可知，本發(fā)明提供了一種尺寸測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)所述計(jì)算機(jī)根據(jù)接收的觸發(fā)信號(hào)，控制所述輪廓相機(jī)與所述深度相機(jī)進(jìn)行圖像采集，并將圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型進(jìn)行匹配和調(diào)整；再根據(jù)接收的尺寸要求，在圖像采集的結(jié)果中自動(dòng)識(shí)別測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算得到尺寸測(cè)量結(jié)果；該系統(tǒng)基于所述計(jì)算機(jī)的上述圖像處理和控制測(cè)量過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化和智能化的快速尺寸測(cè)量，解決了現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的尺寸測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的尺寸測(cè)量系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種尺寸測(cè)量系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)由于采用結(jié)構(gòu)光方法對(duì)工件的尺寸進(jìn)行測(cè)量而導(dǎo)致的自動(dòng)化及智能化水平低的問(wèn)題。

具體的，該尺寸測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1，包括：輪廓相機(jī)101、深度相機(jī)102、電控平移臺(tái)103、第一控制器104、計(jì)算機(jī)105及固定件；其中：

計(jì)算機(jī)105通過(guò)第一控制器104與電控平移臺(tái)103相連；

輪廓相機(jī)101與深度相機(jī)102均與計(jì)算機(jī)105相連。

優(yōu)選的，輪廓相機(jī)101包括：遠(yuǎn)心鏡頭和大分辨率CMOS相機(jī)；

所述大分辨率CMOS相機(jī)與計(jì)算機(jī)105的Cameralink接口相連；

深度相機(jī)102與計(jì)算機(jī)105的GigE接口相連。

具體的工作原理為：

電控平移臺(tái)103用于放置被測(cè)物體；

所述固定件用于固定輪廓相機(jī)101垂直于電控平移臺(tái)103；

計(jì)算機(jī)105用于根據(jù)接收的觸發(fā)信號(hào)，控制輪廓相機(jī)101與深度相機(jī)102進(jìn)行圖像采集，將圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型進(jìn)行匹配和調(diào)整。

優(yōu)選的，計(jì)算機(jī)105用于將圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型進(jìn)行匹配和調(diào)整時(shí)，具體用于：

將圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型進(jìn)行位置匹配；若圖像采集的結(jié)果與預(yù)存圖像模型中的相應(yīng)位置存在誤差，則對(duì)當(dāng)前的坐標(biāo)進(jìn)行校正，得到校正坐標(biāo)下的圖像采集結(jié)果，作為調(diào)整后的圖像采集的結(jié)果。

然后，計(jì)算機(jī)105再根據(jù)接收的尺寸要求，在調(diào)整后的圖像采集的結(jié)果中自動(dòng)識(shí)別測(cè)量點(diǎn)，計(jì)算得到尺寸測(cè)量結(jié)果。

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)105包括存儲(chǔ)器、處理器、人機(jī)交互及顯示模塊，其中，存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有上述原理的執(zhí)行程序，處理器用于自動(dòng)控制該尺寸測(cè)量系統(tǒng)中各部件，按照上述原理的執(zhí)行程序完成被測(cè)物體的各指標(biāo)測(cè)量；人機(jī)交互及顯示模塊用于完成實(shí)時(shí)圖像采集、測(cè)量結(jié)果等顯示，并能夠接收用戶的控制輸入。

輪廓方向的測(cè)量結(jié)果圖像通過(guò)Cameralink接口輸出給計(jì)算機(jī)105，深度方向的測(cè)量結(jié)果通過(guò)網(wǎng)口傳輸給計(jì)算機(jī)105。當(dāng)輪廓相機(jī)101采用遠(yuǎn)心鏡頭加大分辨率CMOS相機(jī)(即大靶面相機(jī))完成XY平面的尺寸測(cè)量時(shí)，遠(yuǎn)心鏡頭能夠使得成像的畸變盡可能小，并可以適應(yīng)工件在Z方向上的高度差異情況，從而在成像盡可能減少帶來(lái)的測(cè)量誤差。而計(jì)算機(jī)105對(duì)通過(guò)大分辨率CMOS相機(jī)得到的大靶面圖像進(jìn)行機(jī)器視覺(jué)處理，并根據(jù)用戶預(yù)輸入的工件結(jié)構(gòu)尺寸要求，在圖像中自動(dòng)識(shí)別測(cè)量點(diǎn)，也即測(cè)量的關(guān)鍵點(diǎn)，并得出關(guān)鍵點(diǎn)之間的像素距離等關(guān)系，從而計(jì)算出工件相應(yīng)尺寸的實(shí)際值。由于大靶面圖像的像素分辨率高于所需的測(cè)量精度，因而，可以完成符合測(cè)量精度要求的XY向各類(lèi)尺寸的測(cè)量。

另外，除上述組件以外，所述固定件作為支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其主要作用是將輪廓相機(jī)101垂直于電控平移臺(tái)103和被檢測(cè)鏡頭組件，提供對(duì)輪廓相機(jī)101、電控平移臺(tái)103等組件的必要支撐。

本實(shí)施例提供的該尺寸測(cè)量系統(tǒng)，基于計(jì)算機(jī)105的上述圖像處理和控制測(cè)量過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化和智能化的快速尺寸測(cè)量，解決了現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，優(yōu)選的，計(jì)算機(jī)105還用于為輪廓相機(jī)101與深度相機(jī)102供電。

具體的，用于XY方向輪廓測(cè)量的大分辨率CMOS相機(jī)采用Cameralink接口由計(jì)算機(jī)105直接供電，在具體的實(shí)際應(yīng)用中，可以由兩根Cameralink數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)105的采集卡連接，因此上述所采用的傳感器不需要單獨(dú)的供電措施，由計(jì)算機(jī)105的相應(yīng)接口為其供電即可。

優(yōu)選的，第一控制器104通過(guò)RS232串口與計(jì)算機(jī)105連接；

第一控制器104通過(guò)DB9連接器與電控平移臺(tái)103相連；

計(jì)算機(jī)105還用于通過(guò)第一控制器104為電控平移臺(tái)103供電。

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，第一控制器104采用220V交流電供電，同時(shí)為電控平移臺(tái)103提供電源，與計(jì)算機(jī)105之間采用RS232串口連接。

第一控制器104與三軸的電控平移臺(tái)103之間可以采用三根9針的DB9連接器連接。

計(jì)算機(jī)105采用服務(wù)器級(jí)的臺(tái)式計(jì)算機(jī)即可，此處不做具體限定，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，優(yōu)選的，計(jì)算機(jī)105還用于對(duì)實(shí)時(shí)圖像采集進(jìn)行清晰度評(píng)價(jià)和對(duì)焦控制。

計(jì)算機(jī)105通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)圖像清晰度的評(píng)價(jià)，檢測(cè)光學(xué)對(duì)焦情況，并形成對(duì)焦控制結(jié)果，用于控制測(cè)量機(jī)構(gòu)完成Z向尺寸測(cè)量過(guò)程，同時(shí)也可以用于XY輪廓方向的清晰度評(píng)價(jià)。

優(yōu)選的，計(jì)算機(jī)105還用于對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行模型導(dǎo)入或者3D建模，生成所述預(yù)存圖像模型。

計(jì)算機(jī)105通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)圖像的機(jī)器視覺(jué)處理，通過(guò)所述預(yù)存圖像模型，進(jìn)而能夠按照工件零件圖完成對(duì)應(yīng)各關(guān)鍵點(diǎn)間尺寸的測(cè)量。

優(yōu)選的，計(jì)算機(jī)105還用于與通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)通信連接的關(guān)聯(lián)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

計(jì)算機(jī)105與各個(gè)關(guān)聯(lián)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，能夠進(jìn)一步提高制造業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化與智能化水平。

另外，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，該尺寸測(cè)量系統(tǒng)，參見(jiàn)圖2，還包括：照明裝置106及第二控制器107；

照明裝置106通過(guò)第二控制器107與計(jì)算機(jī)105相連；

計(jì)算機(jī)105還用于發(fā)送調(diào)光指令至第二控制器107，通過(guò)第二控制器107控制照明裝置106為所述被測(cè)物體的對(duì)應(yīng)位置提供照明。

優(yōu)選的，照明裝置106為L(zhǎng)ED光源；

計(jì)算機(jī)105還用于通過(guò)第二控制器107為照明裝置106供電。

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)105可以通過(guò)對(duì)圖像質(zhì)量的判斷或者用戶輸入的人工設(shè)定數(shù)值實(shí)現(xiàn)對(duì)照明裝置106的亮度調(diào)整；

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，結(jié)合照明裝置106及第二控制器107，促進(jìn)該尺寸測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢測(cè)工件整體的清晰成像。

第二控制器107還可以同時(shí)向LED光源提供電源，在具體的實(shí)際應(yīng)用中，采用220V交流電就可以使第二控制器107和LED光源工作。當(dāng)然，并不限定于此，各個(gè)電源的具體參數(shù)均可以根據(jù)其具體應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行選用，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

值得說(shuō)明的是，本發(fā)明中提到的被測(cè)物體并不一定限定于工件零件，也即本發(fā)明提供的該尺寸測(cè)量系統(tǒng)不僅限于制造業(yè)領(lǐng)域，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于其他領(lǐng)域的待測(cè)物體的尺寸測(cè)量，此處不再一一贅述，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

其他具體的工作原理與上述實(shí)施例相同，此處不再一一贅述。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。