CN103185546A - 宽度量测方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种宽度量测方法，包括：按照预设顺序获取一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像；对该影像进行二值化处理得到一个影像结果；根据影像结果判断待测宽度的摆放位置是否正确，当正确时，从影像结果中待测宽度的上边界和下边界中分别取出三个点，根据该取出的六个点计算待测宽度的值；否则，给出待测宽度摆放错误的提示；判断所有CCD镜头拍摄的影像是否均获取完毕，当没有获取完毕时，按照预设顺序获取下一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像，并返回对影像进行处理。本发明还提供一种宽度量测系统。利用本发明可以对待测物体的多个宽度同时进行测量。

Description

宽度量测方法及系统

技术领域

本发明涉及一种宽度量测方法及系统。

背景技术

在工厂的生产过程中，经常需要对一个待测物体上的多个较窄部分的宽度进行测量，所述较窄部分的宽度如接缝的宽度。该较窄部分的宽度，下文统称为待测宽度。此时，经常是采用高精密的测量仪器，对这些待测宽度逐一进行测量。由于高精密的测量仪器的成本较高、且逐一测量降低了测量效率，因此需开发一种可对多个待测宽度同时进行测量、且成本较低的方法。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种宽度量测方法，以实现待测物体的多个待测宽度的同时测量。

鉴于以上内容，还有必要提供一种宽度量测系统，以实现待测物体的多个待测宽度的同时测量。

所述宽度量测方法，该方法包括以下步骤：获取步骤：按照预设顺序获取一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像；处理步骤：对该影像进行二值化处理得到一个影像结果；判断步骤一：根据影像结果判断待测宽度的摆放位置是否正确，当判定待测宽度的摆放位置正确时，执行计算步骤，否则，执行提示步骤；计算步骤：从影像结果中待测宽度的上边界和下边界中分别取出三个点，并根据该取出的六个点计算待测宽度的值；提示步骤：给出待测宽度摆放错误的提示；判断步骤二：判断所有CCD镜头拍摄的影像是否均获取完毕，当还有CCD镜头拍摄的影像没有获取时，按照预设顺序获取下一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像，返回执行处理步骤，否则，直接结束流程。

所述宽度量测系统，该系统包括：获取模块，用于按照预设顺序获取一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像；处理模块，用于对该影像进行二值化处理得到一个影像结果；判断模块，用于根据影像结果判断待测宽度的摆放位置是否正确；计算模块，用于当判定待测宽度的摆放位置正确时，从影像结果中待测宽度的上边界和下边界中分别取出三个点，并根据该取出的六个点计算待测宽度的值；提示模块，用于当判定待测宽度的摆放位置错误时，给出待测宽度摆放错误的提示；判断模块，还用于判断所有CCD镜头拍摄的影像是否均获取完毕；获取模块，还用于当还有CCD镜头拍摄的影像没有获取完毕时，按照预设顺序获取下一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像。

相较于现有技术，所述的宽度量测方法及系统，每个待测宽度均对应一个电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)镜头，CCD镜头获取待测宽度的影像，通过对该影像进行处理，计算得出待测宽度的宽度值，以实现对待测物体的多个待测宽度的同时测量。

附图说明

图1是本发明宽度量测系统较佳实施例的架构图。

图2是本发明宽度量测系统较佳实施例的功能模块图。

图3是本发明宽度量测方法较佳实施例的流程图。

图4是本发明宽度量测方法较佳实施例的判断待测宽度的摆放位置是否正确的子流程图。

图5是本发明宽度量测方法较佳实施例的根据预置四点取得新的四个点的示意图。

主要元件符号说明

计算机	1
		CCD镜头	2
显示设备	3
		待测物体	4
待测宽度	5
		工作台	6
宽度量测系统	10
		获取模块	100
处理模块	101
		判断模块	102
计算模块	103
		提示模块	104
接收模块	105

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

如图1所示，是本发明宽度量测系统较佳实施例的架构图。

宽度量测系统10运行于计算机1中，所述计算机1与一个或多个CCD镜头2(图中仅画出两个)、显示设备3连接。所述显示设备3既可是计算机1的显示萤幕，亦可为外接于计算机1的显示装置，本较佳实施例以显示设备3为外接于计算机1的显示装置为例进行介绍。所述显示设备3用于显示待测宽度5的量测结果。

待测物体4置于一个工作台6上，待测物体4上有多个待测宽度5(图中仅画出两个)，每个待测宽度5旁均放置一个CCD镜头2，每个CCD镜头2与工作台6垂直，每个待测宽度5均位于对应的CCD镜头2的摄像范围内。每个待测宽度5均有一条边与待测物体4的边缘重合。所述待测宽度5既可为图1中的下凹的较窄宽度，亦可为上凸的较窄宽度，或其他形式的较窄宽度。

CCD是一种能够把光学影像转化为数字信号的半导体装置。CCD上植入的微小光敏物质称为像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但CCD是把图像像素转换成数字信号。CCD镜头2包括x、y两个方向，可用于拍摄待测宽度5的影像。

如图2所示，是本发明宽度量测系统较佳实施例的功能模块图。

所述宽度量测系统10包括获取模块100、处理模块101、判断模块102、计算模块103、提示模块104及接收模块105。各模块的功能将结合图3的流程图进行详细介绍。

如图3所示，是本发明宽度量测方法较佳实施例的流程图。

步骤S10，所述获取模块100按照预设顺序获取一个CCD镜头2拍摄的待测宽度5的影像。

所述预设顺序指CCD镜头2拍摄影像的顺序，或CCD镜头2拍摄影像的逆向顺序，或一个随机的顺序，该随机的顺序应保证所有CCD镜头2拍摄的影像均被遍历。如图1所示的预设顺序可为：先获取工作台6左侧的CCD镜头2拍摄的影像，再获取工作台6右侧的CCD镜头2拍摄的影像；或先获取工作台6右侧的CCD镜头2拍摄的影像，再获取工作台6左侧的CCD镜头2拍摄的影像。

获取模块100获取的每个影像中均包括一个待测宽度5及待测物体4处于对应的该CCD镜头2摄像范围内的除该待测宽度5外的其余部分的影像。

步骤S11，所述处理模块101对该影像进行二值化处理得到一个影像结果。

对影像进行二值化处理的过程如下：设定一个阈值T，用T将该影像中的数据分成两部分，大于T的像素群和小于T的像素群，将大于T的像素群的像素值设定为白色(或者黑色)，小于T的像素群的像素值设定为黑色(或者白色)，使该影像整个呈现出只有黑和白的视觉效果。

所述影像结果根据像素值的不同设定，会有不一样的视觉效果。例如，当将大于T的像素群的像素值设定为白色，小于T的像素群的像素值设定为黑色时，图1所示的待测宽度5的颜色为黑色；当将大于T的像素群的像素值设定为黑色，小于T的像素群的像素值设定为白色时，图1所示的待测宽度5的颜色为白色。

步骤S12，所述判断模块102根据影像结果判断待测宽度5的摆放位置是否正确。当判定待测宽度5的摆放位置正确时，执行步骤S13，否则，执行步骤S14。

判断模块102根据影像结果判断待测宽度5的摆放位置是否正确的过程，将在图4中进行详细介绍。

步骤S13，所述计算模块103从影像结果中待测宽度5的上边界和下边界中分别取出三个点，并根据该取出的六个点计算待测宽度5的值。

在具体描述该步骤时，介绍一个预置四点的概念。所述预置四点为当待测宽度5处于一个标准位置时，接收模块105接收的用户在该待测宽度5的影像结果中手动选取的四个点，该四个点分别位于待测宽度5的上边界的左边、右边位置及下边界的左边、右边位置。所述标准位置为待测宽度5处于CCD镜头2的拍摄范围内，且与CCD镜头2垂直时的位置。所述上边界的左边位置为上边界的靠左的较平整处的位置，所述下边界的左边位置为下边界的靠左的较平整处的位置，所述上边界的左边位置与下边界的左边位置的x坐标相同；所述上边界的右边位置为上边界的靠右的较平整处的位置，所述下边界的右边位置为下边界的靠右的较平整处的位置，所述上边界的右边位置与下边界的右边位置的x坐标相同。

计算模块103根据预置四点的位置，在影像结果中待测宽度5的上边界、下边界分别各找出两个点，得到新的四个点。同时，计算模块103根据预置四点的位置确定该预置四点对应的原中线位置，并根据该原中线位置的中点位置，在影像结果中待测宽度5的上边界、下边界中分别各找出一个点。

计算模块103得到新的四个点的过程如下：对预置四点的每个点取该点所在的y轴，得到四条y轴，该四条y轴：两条为预置四点中位于待测宽度5的上边界的两个点所在的y轴(简称上边界y轴)，两条为预置四点中位于待测宽度5的下边界的两个点所在的y轴(简称下边界y轴)。两条上边界y轴分别与上边界相交得到两个交点，两条下边界y轴分别与下边界相交得到另外两个交点，该四个交点作为新的四个点。如图5所示，A、B、C、D为预置四点，该预置四点对应的四条y轴分别为y1、y2、y3、y4，其中，y1、y4为上边界y轴，y2、y3为下边界y轴，上边界y轴与上边界相交得到交点A1、D1，下边界y轴与下边界相交得到交点B1、C1，得到的交点A1、B1、C1、D1为新的四个点。

计算模块103根据预置四点的位置确定该预置四点对应的原中线位置过程如下：取预置四点中位于待测宽度5的上边界的左边位置及下边界的左边位置的两个点连线构成的线段的左中点，并取预置四点中位于待测宽度5的上边界的右边位置及下边界的右边位置的两个点连线构成的线段的右中点，所述左中点和右中点构成的线段即为该预置四点对应的原中线位置。如图5所示，预置四点中A、B构成的线段的左中点为E，预置四点中C、D构成的线段的右中点为F，该预置四点对应的原中线位置为线段EF。

计算模块103通过原中线位置在影像结果中待测宽度5的上边界、下边界中分别各找出一个点的过程如下：取原中线位置的中点，并取该中点位置所在的y轴，该y轴分别与影像结果中待测宽度5的上边界、下边界相交得到两个交点。

具体而言，计算模块103在影像结果中待测宽度5的上边界及下边界中分别找出三个点，该六个点的位置为：上边界的左边位置(由预置四点的上边界的左边位置与对应的上边界y轴相交得到)、上边界的右边位置(由预置四点的上边界的右边位置与对应的上边界y轴相交得到)、下边界的左边位置(由预置四点的下边界的左边位置与对应的下边界y轴相交得到)、下边界的右边位置(由预置四点的下边界的右边位置与对应的下边界y轴相交得到)、上边界的中点位置(由预置四点的原中线位置的中点位置得到)及下边界的中点位置(该位置由预置四点的原中线位置的中点位置得到)。之后，计算模块103分别计算上边界的左边位置与下边界的左边位置之间的距离(简称左距离)、上边界的右边位置与下边界的右边位置之间的距离(简称右距离)及上边界的中点位置与下边界的中点位置之间的距离(简称中距离)，并对该影像结果中计算得到的左距离、右距离及中距离取平均值，得到的平均值即为该影像结果中待测宽度5的值。

步骤S14，所述提示模块104在显示设备3上给出待测宽度5摆放错误的提示。

所述待测宽度5摆放错误的提示包括：在待测宽度5对应的影像结果中提示摆放错误、现有的待测宽度5的摆放位置、正确的待测宽度5的摆放位置等。

步骤S15，所述判断模块102判断所有CCD镜头2拍摄的影像是否均获取完毕。当还有CCD镜头2拍摄的影像没有获取完毕时，执行步骤S16，否则，直接结束流程。

步骤S16，所述获取模块100按照预设顺序获取下一个CCD镜头2拍摄的待测宽度5的影像，并返回执行步骤S11。

如图4所示，是本发明宽度量测方法较佳实施例的判断待测物体的摆放位置是否正确的子流程图。

步骤S110，所述判断模块102判断影像结果的颜色是否符合预设要求，当影像结果的颜色符合预设要求时，执行步骤S111，否则，执行步骤S115。

所述预设要求根据对应的影像进行二值化处理时像素值的设定来确定。当将大于T的像素群的像素值设定为白色，小于T的像素群的像素值设定为黑色时，则对应如图1所示的待测物体4，预设要求为：每个影像结果从上到下的颜色为白色、黑色、白色；当将大于T的像素群的像素值设定为黑色，小于T的像素群的像素值设定为白色时，则对应如图1所示的待测宽度5，预设要求为：影像结果从上到下的颜色为黑色、白色、黑色。所述影像结果从上到下的颜色，指影像结果在显示设备3从上到下的显示结果。

如图1所示的待测物体4中，当待测宽度5没有处于CCD镜头2的拍摄范围内时，则该待测宽度5对应的影像结果从上到下的颜色为黑色、白色或白色、黑色或黑色或白色，判断模块102判定该影像结果从上到下的颜色不符合预设要求；当待测宽度5处于CCD镜头2的拍摄范围内时，该待测宽度5对应的影像结果从上到下的颜色均为白色、黑色、白色或黑色、白色、黑色，判断模块102判定影像结果从上到下的颜色符合预设要求。

步骤S111，所述判断模块102利用灰度寻边的方法找出影像结果中待测宽度5的上边界和下边界。

步骤S112，所述判断模块102在影像结果中根据预置四点的位置，在待测宽度5的上边界、下边界中分别各找出新的两个点，得到新的四个点，并计算该新的四个点对应的一条新中线位置。

在该步骤S112中，新的四个点，与图3中步骤S13中所述计算模块103由预置四点的位置找出的新的四个点相同。根据新的四个点确定该新的四个点对应的新中线位置的过程，与图3中计算模块103根据预置四点的位置确定该预置四点对应的原中线位置的过程相同，在此将不再赘述。

步骤S113，所述判断模块102判断新中线位置是否在对应的预置四点的原中线位置的偏差范围内，当新中线位置在对应的原中线位置的偏差范围内时，执行步骤S114，否则，执行步骤S115。所述偏差范围指新中线位置与原中线位置构成的夹角范围，所述夹角指新中线位置与原中线位置构成的锐角，如偏差范围为0至15°角。

步骤S114，所述判断模块102判定待测宽度5的摆放位置正确。

步骤S115，所述判断模块102判定待测宽度5的摆放位置错误。

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 (12)

1.一种宽度量测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取步骤：按照预设顺序获取一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像；

处理步骤：对该影像进行二值化处理得到一个影像结果；

判断步骤一：根据影像结果判断待测宽度的摆放位置是否正确，当判定待测宽度的摆放位置正确时，执行计算步骤，否则，执行提示步骤；

计算步骤：从影像结果中待测宽度的上边界和下边界中分别取出三个点，并根据该取出的六个点计算待测宽度的值；

提示步骤：给出待测宽度摆放错误的提示；

判断步骤二：判断所有CCD镜头拍摄的影像是否均获取完毕，当还有CCD镜头拍摄的影像没有获取时，按照预设顺序获取下一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像，返回执行处理步骤，否则，直接结束流程。

2.如权利要求1所述的宽度量测方法，其特征在于，所述判断步骤一包括：

判断影像结果的颜色是否符合预设要求，所述预设要求根据对应的影像进行二值化处理时像素值的设定来确定；

当影像结果的颜色符合预设要求时，利用灰度寻边的方法找出影像结果中待测宽度的上边界和下边界；

在影像结果中根据预置四点的位置，在待测宽度的上边界、下边界中分别各找出新的两个点，得到新的四个点，并计算该新的四个点对应的一条新中线位置，所述预置四点为当待测宽度处于CCD镜头的拍摄范围内且与CCD镜头垂直时，接收的用户在对应的影像结果中手动选取的四个点；

判断新中线位置是否在对应的预置四点的原中线位置的偏差范围内，所述偏差范围指新中线位置与原中线位置构成的夹角范围；

当新中线位置在对应的原中线位置的偏差范围内时，判定待测宽度的摆放位置正确；

当影像结果的颜色不符合预设要求时，或新中线位置不在对应的原中线位置的偏差范围内时，判定待测宽度的摆放位置错误。

3.如权利要求2所述的宽度量测方法，其特征在于，所述预置四点分别位于待测宽度的上边界的左边位置、待测宽度的下边界的左边位置、待测宽度的上边界的右边位置、待测宽度的下边界的右边位置，所述上边界的左边位置与下边界的左边位置的x坐标相同，所述上边界的右边位置与下边界的右边位置的x坐标相同。

4.如权利要求3所述的宽度量测方法，其特征在于，所述判断步骤一中通过以下步骤根据预置四点的位置得到新的四个点：

对预置四点的每个点取该点所在的y轴，得到四条y轴，该四条y轴为：两条为预置四点中位于待测宽度的上边界的两个点所在的上边界y轴，两条为预置四点中位于待测宽度的下边界的两个点所在的下边界y轴；

两条上边界y轴与上边界相交得到两个交点，两条下边界y轴与下边界相交得到另外两个交点，该四个交点作为新的四个点。

5.如权利要求3所述的宽度量测方法，其特征在于，所述计算步骤包括：

在影像结果中根据预置四点的位置得到新的四个点，计算得到的四个点中处于上边界的左边位置与下边界的左边位置之间的左距离，并计算处于上边界的右边位置与下边界的右边位置之间的右距离；

根据预置四点的位置确定该预置四点对应的原中线位置，并取该原中线位置的中点位置所在的y轴，该y轴分别与上边界、下边界相交得到两个交点，得到两个点，并计算该两个点之间的中距离；

计算左距离、右距离及中距离的平均值，得到的平均值即为该影像结果中待测宽度的值。

6.如权利要求5所述的宽度量测方法，其特征在于，所述根据预置四点的位置确定该预置四点对应的原中线位置或根据新的四个点的位置确定该新的四个点对应的新中线位置的过程为：

取四点中位于待测宽度的上边界的左边位置及下边界的左边位置的两个点连线构成的线段的左中点，并取四点中位于待测宽度的上边界的右边位置及下边界的右边位置的两个点连线构成的线段的右中点，所述左中点和右中点构成的线段即为该四点对应的中线位置；

当该四点为预置四点时，该预置四点确定的是该预置四点对应的原中线位置；

当该四点为新的四个点时，该新的四个点确定的是该新的四个点对应的新中线位置。

7.一种宽度量测系统，其特征在于，该系统包括：

获取模块，用于按照预设顺序获取一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像；

处理模块，用于对该影像进行二值化处理得到一个影像结果；

判断模块，用于根据影像结果判断待测宽度的摆放位置是否正确；

计算模块，用于当判定待测宽度的摆放位置正确时，从影像结果中待测宽度的上边界和下边界中分别取出三个点，并根据该取出的六个点计算待测宽度的值；

提示模块，用于当判定待测宽度的摆放位置错误时，给出待测宽度摆放错误的提示；

判断模块，还用于判断所有CCD镜头拍摄的影像是否均获取完毕；

获取模块，还用于当还有CCD镜头拍摄的影像没有获取完毕时，按照预设顺序获取下一个CCD镜头拍摄的待测宽度的影像。

8.如权利要求7所述的宽度量测系统，其特征在于，所述判断模块通过以下步骤判断待测宽度的摆放位置是否正确：

判断影像结果的颜色是否符合预设要求，所述预设要求根据对应的影像进行二值化处理时像素值的设定来确定；

当影像结果的颜色符合预设要求时，利用灰度寻边的方法找出影像结果中待测宽度的上边界和下边界；

在影像结果中根据预置四点的位置，在待测宽度的上边界、下边界中分别各找出新的两个点，得到新的四个点，并计算该新的四个点对应的一条新中线位置，所述预置四点为当待测宽度处于CCD镜头的拍摄范围内且与CCD镜头垂直时，接收的用户在对应的影像结果中手动选取的四个点；

判断新中线位置是否在对应的预置四点的原中线位置的偏差范围内，所述偏差范围指新中线位置与原中线位置构成的夹角范围；

当新中线位置在对应的原中线位置的偏差范围内时，判定待测宽度的摆放位置正确；

当影像结果的颜色不符合预设要求时，或新中线位置不在对应的原中线位置的偏差范围内时，判定待测宽度的摆放位置错误。

9.如权利要求8所述的宽度量测系统，其特征在于，所述预置四点分别位于待测宽度的上边界的左边位置、待测宽度的下边界的左边位置、待测宽度的上边界的右边位置、待测宽度的下边界的右边位置，所述上边界的左边位置与下边界的左边位置的x坐标相同，所述上边界的右边位置与下边界的右边位置的x坐标相同。

10.如权利要求9所述的宽度量测系统，其特征在于，所述判断模块通过以下步骤根据预置四点的位置得到新的四个点：

对预置四点的每个点取该点所在的y轴，得到四条y轴，该四条y轴为：两条为预置四点中位于待测宽度的上边界的两个点所在的上边界y轴，两条为预置四点中位于待测宽度的下边界的两个点所在的下边界y轴；

两条上边界y轴与上边界相交得到两个交点，两条下边界y轴与下边界相交得到另外两个交点，该四个交点作为新的四个点。

11.如权利要求9所述的宽度量测系统，其特征在于，所述计算模块通过以下步骤实现待测宽度的计算：

在影像结果中根据预置四点的位置得到新的四个点，计算得到的四个点中处于上边界的左边位置与下边界的左边位置之间的左距离，并计算处于上边界的右边位置与下边界的右边位置之间的右距离；

根据预置四点的位置确定该预置四点对应的原中线位置，并取该原中线位置的中点位置所在的y轴，该y轴分别与上边界、下边界相交得到两个交点，得到两个点，并计算该两个点之间的中距离；

计算左距离、右距离及中距离的平均值，得到的平均值即为该影像结果中待测宽度的值。

12.如权利要求11所述的宽度量测系统，其特征在于，所述根据预置四点的位置确定该预置四点对应的原中线位置或根据新的四个点的位置确定该新的四个点对应的新中线位置的过程为：

取四点中位于待测宽度的上边界的左边位置及下边界的左边位置的两个点连线构成的线段的左中点，并取四点中位于待测宽度的上边界的右边位置及下边界的右边位置的两个点连线构成的线段的右中点，所述左中点和右中点构成的线段即为该四点对应的中线位置；

当该四点为预置四点时，该预置四点确定的是该预置四点对应的原中线位置；

当该四点为新的四个点时，该新的四个点确定的是该新的四个点对应的新中线位置。

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