CN106643511B - 一种支架上的玻璃平面尺寸测量装置及方法 - Google Patents

一种支架上的玻璃平面尺寸测量装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种支架上的玻璃平面尺寸测量装置及方法，装置由图像采集系统和机械行走机构组成；图像采集系统包括激光器、相机、投影板和测量支架；相机和投影板水平固定在测量支架上，激光器角度可调地设置在测量支架上；机械行走机构包括横向导轨、纵向导轨架、横向电机、纵向电机；纵向导轨固定设置在横向导轨上，与横向导轨成十字交叉状；测量支架垂直固定在纵向导轨上，横向电机、纵向电机分别控制横向导轨、纵向导轨移动。装置工作时，启动图像采集系统和机械行走机构，横、纵向电机在外部控制系统的指令下，带着相机和激光器移动，与此同时相机开始连续采图，根据获得的图像数据计算玻璃的尺寸。本发明能测量单块及多块重叠的玻璃尺寸。

Description

一种支架上的玻璃平面尺寸测量装置及方法
技术领域
本发明属于几何尺寸测量技术领域，涉及一种支架上的玻璃平面尺寸测量装置及方法，具体涉及一种利用玻璃反射特性的测量支架上单个及重叠玻璃的平面尺寸测量装置及方法。
背景技术
目前，常用的激光投射法是一种非接触式平面物体尺寸的测量方法，是将激光按测量要求投射到被测物上，通过测量激光投射线线段长度得出被测尺寸。但是当被测物为透明玻璃时，此方法一般只适合单块玻璃的尺寸测量。因为若测量多块重叠玻璃时，由于光在重叠玻璃间透射及反射形成多条条纹，无法准确得到被测玻璃的投射线段，因此，很难测量出玻璃的尺寸。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能测量单个及重叠玻璃的平面尺寸的测量装置及方法。
本发明的装置所采用的技术方案是：一种支架上的玻璃平面尺寸测量装置，其特征在于：由图像采集系统和机械行走机构组成；
所述图像采集系统包括激光器、相机、投影板和测量支架；所述相机和投影板水平固定在测量支架上，所述激光器角度可调地设置在所述测量支架上；
所述机械行走机构包括横向导轨、纵向导轨、横向电机、纵向电机；所述纵向导轨固定设置在所述横向导轨上，与所述横向导轨成十字交叉状；所述测量支架垂直固定在纵向导轨上，所述横向电机、纵向电机分别控制所述横向导轨、纵向导轨的移动。
本发明所采用的测量方法是：一种支架上的玻璃平面尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：激光器将一束线性光照在被测玻璃面上，光线与玻璃右边缘的交点记为A，通过投影反射后在投影板上形成的标记点为点A′；
步骤2：外部控制系统控制横向电机移动，当线性光与玻璃另一边缘交点B相遇时，其通过投影反射后在投影板上形成的标记点为B′，记此时横向电机带动测量支架在横向导轨上移动的距离为S，在移动过程中相机连续采图；
步骤3：计算点A′和B′的坐标A′(xa，ya)、B′(xb，yb)，计算线性光与玻璃边缘两交点之间的长度，得出对应玻璃的长度尺寸L；
步骤4：同理计算得到玻璃的宽度尺寸。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：能完成重叠玻璃的平面尺寸测量；高效、快捷、无光污染、测量重复性好，测量精度至少能到达0.1mm；以此方法构成的测量装置结构简单，易于控制，保证了最终数据测量的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例的装置主视图；
图2为本发明实施例的装置俯视图；
图3为本发明实施例的方法原理图；
其中：1玻璃，2.线性光源(激光器)，3.相机，4.投影板，5.测量支架，6.横向电机，7.横向导轨，8.纵向导轨，9.纵向电机，10.玻璃支架。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1和图2，本发明提供的一种支架上的玻璃平面尺寸测量装置，由图像采集系统和机械行走机构组成；图像采集系统包括激光器2、相机3、投影板4和测量支架5；相机3和投影板4水平固定在测量支架5上，激光器2角度可调地设置在测量支架5上；机械行走机构包括横向导轨7、纵向导轨8、横向电机6、纵向电机9；纵向导轨8固定设置在横向导轨7上，与横向导轨7成十字交叉状；测量支架5垂直固定在纵向导轨8上，横向电机6、纵向电机9分别控制横向导轨7、纵向导轨8的移动。
玻璃1放置在玻璃支架上，测量工作开始时，启动图像采集系统和机械行走机构，横向电机6在外部控制系统的指令下带动图像采集系统移动使其处于特定位置后，再控制纵向电机9移动，同时相机3在控制系统的指令控制下开始采图。
请见图3，本发明提供的一种支架上的玻璃平面尺寸测量方法，包括以下步骤：
步骤1：启动线性光源激光器2，一束线性光照在被测玻璃面上，光线经玻璃反射后在投影板4上形成一条光带；调节激光器2焦头，使得投影光带清晰可见，同时调节激光的入射角度，使得投影光带处于合适的测量位置，将测量装置调整好之后，启动图像采集系统，通过相机3获取线性光与玻璃的右边缘点A，通过投影反射后在投影板4上形成的标记点为点A′；
步骤2：控制横向电机6移动，线性光与玻璃的左边缘相交，交点通过投影反射后在投影板4上形成投影点，通过相机3获取线性光与玻璃的左边缘点B，通过投影反射后在投影板4上形成的标记点为B′，记此时横向电机6带动测量支架5在横向导轨7上移动的距离为S，在移动过程中相机3连续采图；
步骤3：计算点A和B′的坐标A′(xa，ya)、B′(xb，yb)(坐标系的定义见图3)，计算线性光与玻璃边缘两交点之间的长度；
假设激光器2发散角为0，玻璃实际长度L计算公式为，
L＝Kθ[S+(xa-xb)]；
其中，角度θ表示激光器与竖直方向的夹角，θ∈[40°,70°]；系数Kθ表示测量长度与玻璃实际长度之间的比例系数，其与光线投射夹角θ相关。
步骤4：同理计算得到玻璃的宽度尺寸。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，凡是利用玻璃反射特性进行移动式测量，以及在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种支架上的玻璃平面尺寸测量方法，应用于支架上的玻璃平面尺寸测量装置中；所述装置由图像采集系统和机械行走机构组成；
所述图像采集系统包括激光器(2)、相机(3)、投影板(4)和测量支架(5)；所述相机(3)和投影板(4)水平固定在测量支架(5)上，所述激光器(2)角度可调地设置在所述测量支架(5)上；
所述机械行走机构包括横向导轨(7)、纵向导轨(8)、横向电机(6)、纵向电机(9)；所述纵向导轨(8)固定设置在所述横向导轨(7)上，与所述横向电机(7)成十字交叉状；所述测量支架(5)垂直固定在纵向导轨(8)上，所述横向电机(6)、纵向电机(9)分别控制所述横向导轨(7)、纵向导轨(8)移动；
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：激光器(2)将一束线性光照在被测玻璃面(1)上，光线与玻璃右边缘的交点记为A，通过投影反射后在投影板(4)上形成的标记点为点A′；
步骤2：外部控制系统控制横向电机(6)移动，当线性光与玻璃另一边缘交点B相遇时，其通过投影反射后在投影板(4)上形成的标记点为B′，记此时横向电机(6)带动测量支架(5)在横向导轨(7)上移动的距离为S，在移动过程中相机(3)连续采图；
步骤3：计算点A′和B′的坐标A′(xa，ya)、B′(xb，yb)，计算线性光与玻璃边缘两交点之间的长度，得出对应玻璃的长度尺寸L；
假设激光器(2)发散角为0，玻璃实际长度上计算公式，
L＝Kθ[S+(xa-xb)]；
其中，角度θ表示激光器与竖直方向的夹角，θ∈[40°，70°]；系数Kθ表示测量长度与玻璃实际长度之间的比例系数，其与光线投射夹角θ相关；
步骤4：同理计算得到玻璃的宽度尺寸。
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