CN101387492B - 单点对焦影像量测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种单点对焦影像量测方法，该方法包括步骤：(a)在待测物体的影像上选择量测点；(b)控制影像量测机台移动，并发送命令给镭射控制器，使镭射控制器控制镭射头根据所选择的量测点的X轴、Y轴坐标值，在待测物体上寻找该量测点，并从所述镭射控制器中接收镭射头获取的该量测点到镭射头的距离h；(c)根据距离h及镭射头获取到该距离h时所在位置的坐标值，计算出该量测点的精确坐标值；及(d)根据量测点的精确的坐标值，控制影像量测机台上的Z轴移动，使影像量测机台上的镜头对该量测点对焦。本发明还提供一种单点对焦影像量测系统。本发明利用镭射头对待测物体进行扫描，寻找对焦点，速度快且精度高。

Description

单点对焦影像量测系统及方法
技术领域
本发明涉及一种影像量测系统及方法，尤其是一种单点对焦影像量测系统及方法。
背景技术
影像量测是目前精密量测领域中最广泛使用的量测方法，该方法不仅精度高，而且量测速度快。影像量测主要用于零件或者部件的尺寸物差和形位误差的测量，对保证产品质量起着重要的作用。
传统的影像量测方法是采用工业光学镜头搭配高分辨率的电荷耦合装置(Charged Coupled Device，CCD)，透过影像撷取卡取得待测物体或者部件的影像，该量测方法对物体或者部件的很多精密量测都达到了很高的精度。
但是在以前的图像处理中，对CCD影像进行处理时，在CCD影像上进行取点测量时，焦点的确定需要花费较长时间，精度也不高，并且影像对焦时，需要选择一定面积的影像进行清楚度的分析，不能精确的反应用户指定一个点(非常小的影像面积)的焦点位置，同时影像对焦时受光照等的影响，重复精度很难保证，这直接影响影像量测的精度。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种单点对焦影像量测系统，其可以对影像上的离散点进行快速量测对焦。
鉴于以上内容，还有必要提出一种单点对焦影像量测方法，其可以对影像上的离散点进行快速量测对焦。
一种单点对焦影像量测系统，该系统包括计算机及影像量测机台。所述影像量测机台通过安装的电荷耦合装置及镜头，获取待测物体的影像，并将该影像传送至计算机的影像撷取卡中。该系统还包括：镭射控制器，该镭射控制器与计算机相连接；镭射头，所述镭射头安装于影像量测机台并与所述镭射控制器相连接；所述计算机包括：选择模块，用于在所述待测物体的影像上选择量测点；控制模块，用于根据上述量测点的X轴、Y轴坐标值发送命令给所述镭射控制器，使该镭射控制器控制镭射头在上述待测物体上寻找该量测点，并从该镭射控制器中获取上述量测点到镭射头的垂直距离h；计算模块，用于根据上述获取的垂直距离h及镭射头所在位置的Z轴坐标值，计算出量测点的Z轴坐标值，进而得到上述量测点的精确X、Y、Z轴坐标值；及对焦模块，用于根据上述量测点的精确X、Y、Z轴坐标值，控制影像量测机台移动，使该影像量测机台的镜头对量测点对焦。
一种单点对焦影像量测方法，该方法包括如下步骤：(a)在待测物体的影像上选择量测点；(b)根据上述量测点的X轴、Y轴坐标值控制与影像量测机台相连的镭射控制器，使该镭射控制器控制影像量测机台上的镭射头在待测物体上寻找上述量测点，并从所述镭射控制器中获取上述量测点到镭射头的垂直距离h；(c)根据上述获取的垂直距离h及镭射头所在位置的Z轴坐标值，计算出上述量测点的Z轴坐标值，进而得到上述量测点的精确X、Y、Z轴坐标值；及(d)根据上述计算出来的量测点的精确X、Y、Z轴坐标值，控制影像量测机台移动，使影像量测机台上的镜头对上述量测点对焦。
利用本发明所提供的单点对焦影像量测系统及方法，在影像量测机台上安装了一个镭射头，通过计算机及镭射控制器的控制，对待测物体进行量测，可以快速的对多个离散点对焦，并且不受光照等其他因素的影像，对焦精度高。
附图说明
图1是本发明单点对焦影像量测系统较佳实施例的硬体架构图。
图2是图1中单点对焦影像量测程序的功能模块图。
图3是本发明单点对焦影像量测方法较佳实施例的实施流程图。
具体实施方式
参阅图1所示，是本发明单点对焦影像量测系统较佳实施例的硬体架构图。该单点对焦影像量测系统主要包括计算机1、放置待测物体7的影像量测机台2及一个镭射控制器3。其中，所述影像量测机台2Z轴方向的可移动轴(图中未示出)上安装有用于采集连续影像的电荷耦合装置(Charged Coupled Device，CCD)4。所述电荷耦合装置4搭配一个镜头5，所述电荷耦合装置4搭配该镜头5可以获得待测物体7的影像。所述影像量测机台2Z轴方向的可移动轴上还安装一个镭射头6，该镭射头6与所述的镭射控制器3相连接，用于通过镭射控制器3的控制，对待测物体7发出镭射光进行扫描，在待测物体7上寻找量测点，并通过接收返回的镭射光计算待测物体7上所扫描的量测点到该镭射头6的垂直距离h，并将该垂直距离h传送给镭射控制器3。
所述计算机1装有影像撷取卡10及单点对焦影像量测程序11。其中电荷耦合装置4通过一条影像数据线与所述影像撷取卡10相连，将从影像量测机台2获取的待测物体7的影像传送到所述影像撷取卡10上，并显示于计算机1的显示屏幕(图中未示出)上。
所述单点对焦影像量测程序11连接上述镭射控制器3，用于从上述待测物体7的影像上选择量测点，并根据上述选择的量测点的X轴、Y轴坐标值控制影像量测机台2Z轴方向的可移动轴移动，并发送命令给所述镭射控制器3，使镭射控制器3控制镭射头6在待测物体7上寻找上述量测点。因为待测物体7的影像是一个平面图，而待测物体7是三维立体的，所以，在该待测物体7影像上所选择的量测点的X轴、Y轴坐标值为精确值，而Z轴坐标值不一定精确，因此，本发明的目的在于根据所选择的量测点的精确的X轴、Y轴坐标值在待测物体7上该量测点，并计算出该量测点的精确的Z轴坐标值。
图2所示，是图1中单点对焦影像量测程序11的功能模块图。本发明所称的各模块是所述单点对焦影像量测程序11中完成特定功能的各个程序段，比程序本身更适合于描述软件在计算机中的执行过程，因此本发明对软件的描述都以模块描述。
所述单点对焦影像量测程序11主要包括：选择模块110、控制模块111、判断模块112、计算模块113、输出模块114及对焦模块115。
所述选择模块110用于在所述待测物体7的影像上选择量测点。所述选择的量测点可以是单个点，也可以是多个离散的点。
所述控制模块111用于根据上述所选择的量测点的X轴、Y轴坐标值控制影像量测机台2Z轴方向的可移动轴移动，并发送命令给所述的镭射控制器3，使镭射控制器3控制镭射头6在待测物体7上寻找所选择的量测点，并从所述镭射控制器3中接收镭射头6获取的该量测点到该镭射头6的垂直距离h。
所述判断模块112用于判断上述选择的量测点是否有效。例如，若用户设定在一个手机壳影像上的一个数字键上选择的量测点为有效点，则当选择模块110选择的量测点超出了该设定的范围时，判断模块112判断该量测点无效。
所述计算模块113用于根据上述获取的垂直距离h及镭射头6获取到该垂直距离h时所在位置的Z轴坐标值，计算出该量测点的Z轴坐标值，进而得到量测点的X、Y及Z轴的精确坐标值。
进一步的，所述的判断模块112还用于判断是否还有选择的量测点没有在待测物体7上寻找。若选择模块110在待测物体7的影像上只选择一个量测点，则判断模块112判断所有的量测点都已经寻找完毕。若选择模块110在待测物体7的影像上选择多个离散的量测点，则判断模块112可能判断还有量测点没有被寻找，则所述镭射头6寻找下一个量测点在待测物体7上的具体位置。
所述的输出模块114用于在计算机1的显示屏幕上输出量测结果，即输出所有量测点的坐标值以及当量测点无效时输出的错误信息。
所述的对焦模块115用于根据上述计算出来的量测点的精确X、Y、Z轴坐标值，控制影像量测机台2Z轴方向的可移动轴移动，使镜头5对该量测点对焦。其中，若选择模块110只选择一个量测点，则该对焦模块115自动控制镜头5对该量测点对焦；若选择模块110选择多个离散的量测点，则该对焦模块115可以控制镜头5对最后一个量测点对焦。该对焦模块115也可以根据用户的指定控制镜头5对其他的量测点对焦。
参阅图3所示，是本发明单点对焦影像量测方法较佳实施例的实施流程图。
步骤S100，选择模块110在影像量测机台2传送过来的待测物体7的影像上选择量测点。所选择的量测点可以为单个点，也可以为多个离散的点。
步骤S101，控制模块111根据上述所选择的量测点的X轴、Y轴坐标值控制影像量测机台2Z轴方向的可移动轴移动，并发送命令给所述的镭射控制器3，使镭射控制器3控制镭射头6在待测物体7上寻找该量测点，并从所述镭射控制器3中接收镭射头6获取的该量测点到镭射头6的垂直距离h。
步骤S102，判断模块112判断上述取得的量测点是否有效。
若选择的量测点无效，则流程直接转到步骤S104。
若选择的量测点有效，则步骤S103，计算模块113根据上述获取的垂直距离h及镭射头6获取到该垂直距离h时所在位置的Z轴坐标值，计算出该量测点的Z轴坐标值，进而得到该量测点的X、Y及Z轴的精确坐标值。
步骤S104，判断模块112判断是否还有选择的量测点没有在待测物体7上寻找。
若还有量测点没有被寻找，则流程返回步骤S101，镭射头6在待测物体7上寻找下一个量测点。
若所有的量测点都已经寻找完毕，则步骤S105，输出模块114在计算机1的显示屏幕上输出量测结果，即输出所有量测点的坐标值以及当量测点无效时输出的错误信息。
步骤S106，判断模块112判断在待测物体7上是否找到量测点，即判断是否存在有效的量测点。若所有量测点都没有效，则结束流程。
若存在有效的量测点，则步骤S107，对焦模块115根据上述计算出来的量测点的精确X、Y、Z轴坐标值，控制影像量测机台2Z轴方向的可移动轴移动，使镜头5对该量测点对焦。其中，若存在一个有效的量测点，则该对焦模块115自动控制镜头5对该量测点对焦；若存在多个有效的离散量测点，则该对焦模块115可以控制镜头5对最后一个量测点对焦。该对焦模块115也可以根据用户的指定控制镜头5对其他的量测点对焦。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种单点对焦影像量测系统，其特征在于，该系统包括：
选择模块，用于在一个待测物体的影像上选择量测点；
控制模块，用于根据上述量测点的X轴、Y轴坐标值发送命令给一个镭射控制器，使该镭射控制器控制一个镭射头在上述待测物体上寻找上述量测点，并从该镭射控制器中获取上述量测点到镭射头的垂直距离h；
计算模块，用于根据上述获取的垂直距离h及镭射头所在位置的Z轴坐标值，计算出上述量测点的Z轴坐标值，进而得到上述量测点的精确X、Y、Z轴坐标值；及
对焦模块，用于根据上述量测点的精确X、Y、Z轴坐标值，控制一个影像量测机台移动，使该影像量测机台的镜头对上述量测点对焦。
2.如权利要求1所述的单点对焦影像量测系统，其特征在于，所选择的量测点为一个点或者多个离散的点。
3.如权利要求2所述的单点对焦影像量测系统，其特征在于，所述计算机还包括：
判断模块，用于判断选择模块所选择的量测点是否有效，若所选择的量测点无效，则结束流程，及在量测点为多个离散的点时判断所选择的所有的量测点是否全部在待测物体上寻找完毕，若还有量测点没有寻找，则控制模块发送命令给镭射控制器，使镭射控制器控制镭射头在待测物体上寻找下一个量测点。
4.如权利要求1所述的单点对焦影像量测系统，其特征在于，所述的计算机还包括：
输出模块，用于输出计算出来的量测点的精确X、Y、Z轴坐标值。
5.一种单点对焦影像量测方法，其特征在于，该方法包括步骤：
(a)在待测物体的影像上选择量测点；
(b)根据上述量测点的X轴、Y轴坐标值控制与影像量测机台相连的镭射控制器，使该镭射控制器控制影像量测机台上的镭射头在待测物体上寻找上述量测点，并从所述镭射控制器中获取上述量测点到镭射头的垂直距离h；
(c)根据上述获取的垂直距离h及镭射头所在位置的Z轴坐标值，计算出上述量测点的Z轴坐标值，进而得到上述量测点的精确X、Y、Z轴坐标值；及
(d)根据上述计算出来的上述量测点的精确X、Y、Z轴坐标值，控制影像量测机台移动，使影像量测机台上的镜头对上述量测点对焦。
6.如权利要求5所述的单点对焦影像量测方法，其特征在于，在步骤(c)之前还包括：
判断所选择的量测点是否有效；及
若选择的量测点无效，则结束流程。
7.如权利要求5所述的单点对焦影像量测方法，其特征在于，所选择的量测点为一个点或者多个离散的点。
8.如权利要求7所述的单点对焦影像量测方法，其特征在于，若选择的量测点为多个离散的点时，则在步骤(d)之前还包括：
判断是否还有选择的量测点没有在待测物体上寻找；及
若还有量测点没有寻找，则返回步骤(b)。
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