CN110645962A - 一种圆弧导轨式单相机测量系统及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆弧导轨式单相机测量系统，包括圆弧形导轨、摄影测量相机、电机和工装/托架，所述工装/托架上放置待测量产品，所述圆弧形导轨设置在工装/托架顶部，所述摄影测量相机通过电机固定在圆弧形导轨上，所述电机驱动摄影测量相机在圆弧形导轨上运动。本发明还公开了测量方法，包括以下步骤：S1、工装/托架识别码及测量基准建立；S2、产品测量前的准备；S3、运行圆弧导轨式单相机测量系统，建立测量基准，通过系统分析、计算、转换，求得产品上测量点坐标值；将测量值存储并支持多种格式输出。该系统运用摄影测量便捷、高速、高精度特点，设置顶部圆弧形导轨实现一台相机既能满足单一产品测量以及多产品同时测量。
Description
技术领域
本发明涉及摄影测量技术领域，具体是一种圆弧导轨式单相机测量系统及其测量方法。
背景技术
近年来摄影测量由于其便捷性、高效性、高精度等特点得到广泛发展和应用，但是大部分仍为人工测量或用多台相机组成测量系统，人工测量由于人体的局限性在不借助升降装备的情况下无法对大尺寸产品进行测量；多台相机测量系统一则投入成本过高，二则测量对象相对固定，没有充分发挥摄影测量的快速、系统稳定性要求低的特点。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种圆弧导轨式单相机测量系统及其测量方法，满足自动化、流水线式的测量，在测量范围内能实现多产品同时测量，该测量系统操作简便、测量速度快、精度高。
本发明采用的技术方案是：一种圆弧导轨式单相机测量系统，包括圆弧形导轨、摄影测量相机、电机和工装/托架，所述工装/托架上放置待测量产品，所述圆弧形导轨设置在工装/托架顶部，并固定在室内房顶上，所述摄影测量相机通过电机固定在圆弧形导轨上，所述电机驱动摄影测量相机在圆弧形导轨上运动，从而实现多方位，多角度测量。由于摄影测量特点，对拍摄位置无特别要求，因此对电机、导轨安装精度无特殊要求，测量系统建立简单、高效。
进一步地，所述工装/托架设置在地轨或AGV运输车上。
本发明还提供一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，包括以下步骤：
S1、工装/托架识别码及测量基准建立；
S2、产品测量前的准备
S21、产品制造完成后，放置在工装上或安置在托架上；
S22、将产品运至准备区，在产品上的明显位置粘贴产品识别码作为产品唯一识别；产品识别码就如同包装上的二维码，应该是显而易见的，通过产品识别码可以获取产品信息（包括批次等）和数模；
S23、在产品上测量区域粘贴编码点以及非编码点，等待进入测量系统；编码点是有一定特征的点，非编码点（测量点）一般就是圆点。摄影测量的原理是通过对测量部位以不同角度拍摄多张照片，然后通过编码点将这些照片拼接起来，求得非编码点（测量点）的测量值；
S24、将产品运至测量系统内；
S3、产品测量开始
S31、运行圆弧导轨式单相机测量系统；
S32、单相机测量系统通过识别工装/托架识别码在系统内获取工装/托架上编码点坐标值，建立测量基准；
S33、单相机测量系统通过识别产品识别码在系统内获取产品信息和数模（就是产品的理论外形数据），通过系统分析、计算、转换，求得产品上测量点坐标值；
S34、将产品上测量点的测量值存储至摄影测量相机内，并能够支持多种格式输出。
进一步地，所述步骤S1包括，
S11、工装/托架识别码的建立：在工装/托架的明显位置粘贴工装/托架识别码作为工装/托架型号唯一识别；
S12、测量基准的建立：如需在产品绝对坐标系下进行测量，则在测量前需要在产品的工装/托架上建立测量基准。
进一步地，所述步骤S12中，测量基准的建立方法如下：
（1）在产品工装/托架上的靶标点处固定测量靶标；靶标点的选取是随机的，但要求尽可能的均布在整个工装/托架上，数量也没特别要求。靶标点固定后就不宜更改，更改后需要重新复核；
（2）在产品工装/托架上粘贴编码点，编码点是用于将照片拼接起来，位置不固定，一般要求每张照片至少有3个以上的编码点；
（3）将产品工装/托架运至测量系统内；
（4）运行圆弧导轨式单相机测量系统；
（5）单相机测量系统通过识别工装/托架识别码在系统内获取工装/托架靶标点坐标值和数模信息，通过系统分析、计算、转换，求的工装/托架上编码点坐标值，并将此值存储至摄影测量相机内，作为后续测量基准。
进一步地，所述步骤S1中，如用拟合方式进行测量，则无需建立测量基准。
进一步地，所述步骤S2中，产品上的明显位置是指相机能看到的显著位置。
进一步地，所述步骤S3中，多种格式包括excel，pdf，html格式。
本发明的有益效果是：1、本发明测量系统，建立简单、高效，在测量范围内能够同时满足多种产品测量，对测量对象材料、尺寸没有特殊要求，测量过程操作便捷、测量速度快、精度高，对测量系统的稳定性要求低。2、该系统运用摄影测量便捷、高速、高精度特点，设置顶部圆弧形导轨实现一台相机既能满足单一产品测量以及多产品同时测量。3、本发明测量系统中，增加地轨或AGV运输车还能满足自动化、流水线式的快速测量。
附图说明
图1为本发明测量系统的主视图；
图2为本发明测量系统的立体图；
图3为本发明测量系统的俯视图；
图4为本发明测量系统的侧视图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本发明中摄影测量的原理是将多张照片通过编码点拼接成一张照片，拼接后的照片里包括所有测量点（非编码点）以及标准尺11。标准尺上也有编码点，依据拼接后照片中标准尺编码点的位置关系以及标准尺各编码点的实际位置关系，求解出照片与实际的缩放比例，继而求出测量点的数据。
如图1至图4所示，本发明提供一种圆弧导轨式单相机测量系统，包括圆弧形导轨1、摄影测量相机2、电机3和工装/托架4，工装/托架上放置待测量产品5，圆弧形导轨1设置在工装/托架4顶部，摄影测量相机2通过电机3固定在圆弧形导轨1上，电机3驱动摄影测量相机2在圆弧形导轨上1运动，从而实现多方位，多角度测量。由于摄影测量特点，对拍摄位置无特别要求，因此对电机、导轨安装精度无特殊要求，测量系统建立简单、高效。
在该系统的基础上增加地轨或AGV运输车还能实现流水线快速测量。
本发明测量系统结构简单，仅包括一台摄影测量相机、一条圆弧形导轨，一台电机，摄影测量相机通过电机安装在圆弧形导轨上，导轨固定在室内房顶上，利用圆弧形导轨实现一台摄影测量相机多方位，多角度的自动化、一键式测量。由于摄影测量特点，对拍摄位置无特别要求，因此对电机、导轨安装精度无特殊要求，测量系统建立简单、高效。
并通过设立工装/托架识别码以及产品识别码实现测量系统自动识别工装/托架以及产品信息、数模以及坐标值，能够实现工装/托架的测量基准的快速自动建立、标定、数据存储，能够实现产品单件快速测量、测量数据自动分析、处理、保存，实现数据可追溯。
本发明还提供一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，包括以下步骤：
S1、工装/托架识别码及测量基准建立
S11、工装/托架识别码的建立：在工装/托架的明显位置粘贴工装/托架识别码作为工装/托架型号唯一识别；工装/托架的结构主要是能够满足各种产品的外形测量,因此工装/托架也是依据不同产品来定制，测量对工装/托架并无特殊要求，只是起到放置的作用；
S12、测量基准的建立：
如用拟合方式进行测量，则无需建立测量基准；
如需在产品绝对坐标系下进行测量，则在测量前需要在产品的工装/托架上建立测量基准；
测量基准的建立方法如下：
（1）在产品工装/托架上的靶标点处固定测量靶标10；靶标点的选取是随机的，但要求尽可能的均布在整个工装/托架上，数量也没特别要求。靶标点固定后就不宜更改，更改后需要重新复核；
（2）在产品工装/托架上粘贴编码点；编码点是用于将照片拼接起来，位置不固定，一般要求每张照片至少有3个以上的编码点；
（3）将产品工装/托架运至测量系统内；
（4）运行圆弧导轨式单相机测量系统；
（5）单相机测量系统通过识别工装/托架识别码6在系统内获取工装/托架靶标点坐标值和数模信息，通过系统分析、计算、转换（实际上就是运用摄影测量原理，运用算法编码点实现照片的拼接，测量点的求解。），求的工装/托架上编码点坐标值，并将此值存储至摄影测量相机内，作为后续测量基准。
S2、产品测量前的准备
S21、产品制造完成后，放置在工装上或安置在托架上；
S22、将产品运至准备区，在产品上的明显位置粘贴产品识别码7作为产品唯一识别；明显位置指的是相机能看到的显著位置，产品识别码就如同包装上的二维码，应该是显而易见的。通过产品识别码可以获取产品信息（包括批次等）和数模；
S23、在产品上测量区域粘贴编码点8以及非编码点9，等待进入测量系统；编码点是有一定特征的点，非编码点（测量点）一般就是圆点。摄影测量的原理是通过对测量部位以不同角度拍摄多张照片，然后通过编码点将这些照片拼接起来，求得非编码点（测量点）的测量值；
S24、将产品运至测量系统内；
S3、产品测量开始
S31、运行圆弧导轨式单相机测量系统；
S32、单相机测量系统通过识别工装/托架识别码在系统内获取工装/托架上编码点坐标值，建立测量基准；
S33、单相机测量系统通过识别产品识别码在系统内获取产品信息和数模（就是产品的理论外形数据），通过系统分析、计算、转换，求得产品上测量点坐标值；
S34、将产品上测量点的测量值存储至摄影测量相机内，并能够支持多种格式输出。这里的格式并没有特殊要求，可以根据需求定制，例如：excel，pdf，html等都行。最终输出的主要是产品的外形数据。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种圆弧导轨式单相机测量系统，其特征在于，包括圆弧形导轨、摄影测量相机、电机和工装/托架，所述工装/托架上放置待测量产品，所述圆弧形导轨设置在工装/托架顶部，所述摄影测量相机通过电机固定在圆弧形导轨上，所述电机驱动摄影测量相机在圆弧形导轨上运动，从而实现多方位，多角度测量。
2.根据权利要求1所述的一种圆弧导轨式单相机测量系统，其特征在于，所述工装/托架设置在地轨或AGV运输车上。
3.一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、工装/托架识别码及测量基准建立；
S2、产品测量前的准备
S21、产品制造完成后，放置在工装上或安置在托架上；
S22、将产品运至准备区，在产品上的明显位置粘贴产品识别码作为产品唯一识别；
S23、在产品上测量区域粘贴编码点以及非编码点，等待进入测量系统；
S24、将产品运至测量系统内；
S3、产品测量开始
S31、运行圆弧导轨式单相机测量系统；
S32、单相机测量系统通过识别工装/托架识别码在系统内获取工装/托架上编码点坐标值，建立测量基准；
S33、单相机测量系统通过识别产品识别码在系统内获取产品信息和数模，通过系统分析、计算、转换，求得产品上测量点坐标值；
S34、将产品上测量点的测量值存储至摄影测量相机内，并能够支持多种格式输出。
4.根据权利要求3所述的一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S1包括，
S11、工装/托架识别码的建立：在工装/托架的明显位置粘贴工装/托架识别码作为工装/托架型号唯一识别；
S12、测量基准的建立：如需在产品绝对坐标系下进行测量，则在测量前需要在产品的工装/托架上建立测量基准。
5.根据权利要求4所述的一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S12中，测量基准的建立方法如下：
（1）在产品工装/托架上的靶标点处固定测量靶标；
（2）在产品工装/托架上粘贴编码点；
（3）将产品工装/托架运至测量系统内；
（4）运行圆弧导轨式单相机测量系统；
（5）单相机测量系统通过识别工装/托架识别码在系统内获取工装/托架靶标点坐标值和数模信息，通过系统分析、计算、转换，求的工装/托架上编码点坐标值，并将此值存储至摄影测量相机内，作为后续测量基准。
6.根据权利要求3所述的一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，如用拟合方式进行测量，则无需建立测量基准。
7.根据权利要求3所述的一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，产品上的明显位置是指相机能看到的显著位置。
8.根据权利要求3所述的一种采用圆弧导轨式单相机测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S3中，多种格式包括excel，pdf，html格式。
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