CN111256589B - 一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法及装置。所述方法包括：(1)将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列；(2)将评价函数计算的清晰度最高的图像帧作为备选图像，并将备选图像所在的图像子序列作为目标子序列；目标子序列是否有丢帧：当目标子序列无丢帧时，根据步骤(2)获得的备选图像作为对焦图像，对待测物体进行尺寸测量，测量结束；当目标子序列有丢帧时，进入步骤(4)；(4)根据单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表进行补偿。所述装置包括成像系统、照明系统、以及运动系统。本发明实现了闭环控制，通过查表法标定矫正放大倍率，从而提高测量精度，降低了测量失败率。

Description

一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法及装置

技术领域

本发明属于测量设备及图像采集技术领域，更具体地，涉及一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法及装置。

背景技术

在工业环境经常使用图像法进行尺寸测量，其原理是通过获得被测物体的对焦图像，再根据图像所占的像素尺寸乘以系统设计放大率来换算得到物体的实际尺寸。对焦图像的选择决定了图像法尺寸测量的精度，目前的获得对焦图像的方法是通过步进电机按照一定顺序，获得与摄像机距离不等的图像序列，实时根据评价函数来评价图像序列中每一帧图像的清晰度，并将最清晰的图像作为对焦图像。

理论上当评价函数足够完善时，这样获得的对焦图像与按照物镜的物像位置关系得到的对焦图像应该是等效的。然而实际上由于一些技术原因摄像机丢帧不可避免的发生，此时通过评价函数得到的对焦图像只能是相对清晰像，与真实的对焦图像存在一定差异，如果此时的物距与物镜标称物距存在差异，这会导致系统的实际放大率与设计放大率有差异，最终影响到被测物体的尺寸换算结果。

摄像机丢帧，步进电机在非匀速运行时失步都是工业环境应用中常见的现象，产生原因很多，也不容易完全解决。摄像头丢帧会造成评价函数的最大值发生误判，即使对评价函数设置一个阈值来降低误判，当丢帧出现时，也只能放弃本次测试，待位移台回到原点再次重新开始测试，无法使用已有的帧图像进行修复。仅通过评价函数或步进电机脉冲数进行对焦判断，都不能对成像时的物距判断形成闭环，这给基于图像法的微小物体尺寸准确测量造成了困难。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法及装置，其目的在于通过判断丢帧情况，采用标定补偿，提高尺寸测量的精度，由此解决现有技术的图像法测量尺寸由于不可预知的丢帧导致的图像法尺寸测量结果不可靠的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其包括以下步骤：

(1)按照固定频率获取物距规律变化的待测物体图像序列，其间周期性调整成相条件，从而将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列；

(2)在步骤(1)中获得的待测物体图像序列中，将评价函数计算的清晰度最高的图像帧作为备选图像，并将备选图像所在的图像子序列作为目标子序列；

(3)根据步骤(1)中获取的多个周期内的图像子序列的帧数比对，判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧：当目标子序列无丢帧时，根据步骤(2)获得的备选图像作为对焦图像，对待测物体进行尺寸测量，测量结束；当目标子序列有丢帧时，进入步骤(4)；

(4)对于步骤(2)获得的备选图像帧，根据获取图像序列时物距匀速变化速度，计算备选图像成像物距，根据针对同一成像系统、预先建立的单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表进行补偿：若成像物距偏移量不在对照表中，则进入步骤(1)；否则，查表求出该成像物距偏移量时单位尺寸所占像素，并根据备选图像计算补偿后的物体尺寸，结束。

优选地，所述基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其所述待测物体物距规律变化为：

所述待测物体物距均匀步进变化，按照如下方法实现：

采用脉冲步进电机带动成像系统，使成像系统在运行轨道上步进运动，当脉冲步进电机稳定后，选择距待测物体距离为Ds的一点S1作为工作范围起点，使得Ds大于成像系统标称物距且工作范围包含成像系统标称物距。

优选地，所述基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其所述按照固定频率获取物距规律变化的待测物体图像序列，具体为：采用帧率为N的高帧率成像系统，使得所述成像系统的图像读取电路与所述脉冲步进电机时钟同步。

优选地，所述基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其所述周期性调整成相条件，优选方法如下：

使用驱动电路使得照明系统按照固定的时间间隔点亮，并持续固定的点亮持续时间L，使得点亮持续时间L小于每一帧图像时间间隔，即使得L≤1/N且照明亮度周期性变化，优选使得照明系统的驱动电路与所述脉冲步进电机时钟同步。

优选地，所述基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其所述照明亮度周期性变化，按照如下方法实现：

控制照明系统的光照强度，使得周期性的出现足够大的光强，使得成像系统过曝光而输出全白场图像，此外照明系统的光照强度为使得输出图像清晰的光照强度。所述将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列，优选为，待测物体图像序列以全白场图像为划分点划分为多个周期的图像子序列，其中，两个全白场图像之间的图像序列为一个图像子序列。

优选地，所述基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其所述步骤(2)采用评价函数实时对每一帧图像进行对焦质量评价，计算图像清晰度。

优选地，所述基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其步骤(3)所述判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧，具体为：

将所述目标子序列的帧数与其他所有子序列帧数的最大值相比较，当所述目标子序列的帧数大于或等于其他所有子序列帧数的最大值时，判断所述子序列无丢帧；否则判断所述子序列丢帧。

优选地，所述基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其步骤(4)所述给选图像成像物距，根据起点S1物距Ds与对焦位移Ls计算备选图像的成像物距ds，从而获得备选图像成像物距偏移量d，对焦位移Ls根据备选图像的成像时间或帧数计数、步进电机的步距以及频率计算；具体方法如下：

ds＝Ds-Ls

d＝Ls+D-Ds

其中，D为成像系统标称物距。

所述单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表，按照如下方法建立：

对于测量用成像系统，使用尺寸已知的标准件，作为被测物体，以成像系统标称物距为原点，测量标准件处于不同物距偏移量位置时，标准件成像在CCD所占像素区域，从而计算获得该位置对应的单位尺寸所占像素。

按照本发明的另一个方面，提供了一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，包括：成像系统、照明系统、以及运动系统；

所述成像系统，包括具有标称物距的摄像机、以及图像读取电路；所述图像读取电路与所述摄像机CCD相连，用于按照图像读取电路时钟频率采集摄像机CCD像素值，从而获取摄像机图像；

所述照明系统，包括照明光源、以及照明驱动电路；所述照明驱动该电路，用于按照照明驱动电路时钟频率调整照明光源点亮时间间隔、点亮持续时间、以及照明亮度；

所述运动系统，包括位移台、步进电机、以及步进电机驱动电路；所述位移台带动所述成像系统在所述步进电机的驱动下沿直线运动，从而改变成像系统与被测物体的物距；所述步进电机在标记的起点S1处及之后的范围呈稳定均匀步进状态；所述步进电机驱动电路，与所述步进电机相连，按照步进电机驱动电路时钟频率驱动步进电机运动。

优选地，所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，其所述图像读取电路时钟、照明驱动电路时钟、以及步进电机驱动电路时钟同步；

优选地，所述照明光源优选LED光源，所述照明亮度包括清晰成像亮度、以及过曝光亮度；优选所述步进电机驱动器具有驱动脉冲计数器；优选在所述起点S1处设有脉冲驱动计数器开关，从起点处开始步进电机驱动电路脉冲计数，所述脉冲驱动计数器开关为光电开关或磁控开关。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明通过照明光源与摄像机图像的同步，判断图像有无丢帧，并通过帧率换算为时间。再通过匀速位移时距离与时间的关系得到准确的物距。通过评价函数最大值得到的对焦图像计算像素点，通过标定矫正，最终得到被测物体的实际尺寸。本发明实现了闭环控制，通过查表法标定矫正放大倍率，从而提高了图像法尺寸测量的精度，降低了测量失败率，适合微小尺寸物体高精度测量。

附图说明

图1是本发明提供的图像法尺寸测量补偿方法流程示意图；

图2是本发明提供的图像法尺寸测量补偿装置结构示意图；

图3是本发明实施例1提供的图像法尺寸测量补偿装置LED驱动电流幅值及频率的示意图；

图4是本发明实施例2焦点附近图像缺失造成评价函数极大值误判的示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：2-1为放大光学系统，2-2为摄像机，2-3为位移台，2-4为照明光源，2-5为被测物体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，如图1所示，包括以下步骤：

(1)按照固定频率获取物距规律变化的待测物体图像序列，其间周期性调整成相条件，从而将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列；

所述待测物体物距规律变化，优选所述待测物体物距均匀步进变化，可按照如下方法实现：

采用脉冲步进电机带动成像系统，使成像系统在运行轨道上步进运动，当脉冲步进电机稳定后，选择距待测物体距离为Ds的一点S1作为工作范围起点，使得Ds大于成像系统标称物距且工作范围包含成像系统标称物距。

所述按照固定频率获取物距规律变化的待测物体图像序列，具体为：采用帧率为N的高帧率成像系统，优选N大于等于800帧/秒，使得所述成像系统的图像读取电路与所述脉冲步进电机时钟同步。

所述周期性调整成相条件，优选方法如下：

使用驱动电路使得照明系统按照固定的时间间隔点亮，并持续固定的点亮持续时间L，使得点亮持续时间L小于每一帧图像时间间隔，即使得L≤1/N且照明亮度周期性变化，优选使得照明系统的驱动电路与所述脉冲步进电机时钟同步。

优选地，所述照明亮度周期性变化，按照如下方法实现：

控制照明系统的光照强度，使得周期性的出现足够大的光强，使得成像系统过曝光而输出全白场图像，此外照明系统的光照强度为使得输出图像清晰的光照强度。所述将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列，优选为，待测物体图像序列以全白场图像为划分点划分为多个周期的图像子序列，其中，两个全白场图像之间的图像序列为一个图像子序列。

(2)在步骤(1)中获得的待测物体图像序列中，将评价函数计算的清晰度最高的图像帧作为备选图像，并将备选图像所在的图像子序列作为目标子序列；

优选地，采用评价函数实时对每一帧图像进行对焦质量评价，计算图像清晰度。

(3)根据步骤(1)中获取的多个周期内的图像子序列的帧数比对，判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧：当目标子序列无丢帧时，根据步骤(2)获得的备选图像作为对焦图像，对待测物体进行尺寸测量，测量结束；当目标子序列有丢帧时，进入步骤(4)；

所述判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧，具体为：

将所述目标子序列的帧数与其他所有子序列帧数的最大值相比较，当所述目标子序列的帧数大于或等于其他所有子序列帧数的最大值时，判断所述子序列无丢帧；否则判断所述子序列丢帧。

(4)对于步骤(2)获得的备选图像帧，根据获取图像序列时物距匀速变化速度，计算备选图像成像物距，根据针对同一成像系统、预先建立的单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表进行补偿：若成像物距偏移量不在对照表中，则进入步骤(1)；否则，查表求出该成像物距偏移量时单位尺寸所占像素，并根据备选图像计算补偿后的物体尺寸，结束。

所述给选图像成像物距，根据起点S1物距Ds与对焦位移Ls计算备选图像的成像物距ds，从而获得备选图像成像物距偏移量d，对焦位移Ls根据备选图像的成像时间或帧数计数、步进电机的步距以及频率计算；具体方法如下：

ds＝Ds-Ls

d＝Ls+D-Ds

其中，D为成像系统标称物距。

所述单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表，按照如下方法建立：

对于测量用成像系统，使用尺寸已知的标准件，作为被测物体，以成像系统标称物距为原点，测量标准件处于不同物距偏移量位置时，标准件成像在CCD所占像素区域，从而计算获得该位置对应的单位尺寸所占像素。

所述单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表中成像物距偏移量优选在标称物距±5％之内，超过范围，则补偿的误差偏大，需要重新测试，即进入步骤(1)。

本发明提供的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，包括：成像系统、照明系统、以及运动系统；

所述成像系统，包括具有标称物距的摄像机、以及图像读取电路；所述图像读取电路与所述摄像机CCD相连，用于按照图像读取电路时钟频率采集摄像机CCD像素值，从而获取摄像机图像；

所述照明系统，包括照明光源、以及照明驱动电路；所述照明驱动该电路，用于按照照明驱动电路时钟频率调整照明光源点亮时间间隔、点亮持续时间、以及照明亮度；所述照明光源优选LED光源，所述照明亮度包括清晰成像亮度、以及过曝光亮度。

所述运动系统，包括位移台、步进电机、以及步进电机驱动电路；所述位移台带动所述成像系统在所述步进电机的驱动下沿直线运动，从而改变成像系统与被测物体的物距；所述步进电机在标记的起点S1处及之后的范围呈稳定均匀步进状态；所述步进电机驱动电路，与所述步进电机相连，按照步进电机驱动电路时钟频率驱动步进电机运动，优选所述步进电机驱动器具有驱动脉冲计数器；优选在所述起点S1处设有脉冲驱动计数器开关，从起点处开始步进电机驱动电路脉冲计数，所述脉冲驱动计数器开关为光电开关或磁控开关。

优选方案，所述图像读取电路时钟、照明驱动电路时钟、以及步进电机驱动电路时钟同步。

以下为实施例：

实施例1

一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，如图2所示，包括：成像系统、照明系统、运动系统；

将所述图像读取电路时钟、照明驱动电路时钟、以及步进电机驱动电路时钟三者之间进行时钟同步。将能实现三者同步的电路集合统称为主控板，主控板可以是一块PCBA(印制线路板组装成品)，也可以是多块PCBA通过导线连接组成的集合。主控板发出均匀间隔的脉冲控制步进电机产生匀速位移，并以固定时间间隔点亮上述LED固定持续时间、并控制图像读取。

所述成像系统，包括具有标称物距的摄像机、以及图像读取电路；所述图像读取电路与所述摄像机CCD相连，用于按照图像读取电路时钟频率采集摄像机CCD像素值，从而获取摄像机图像，形成图像序列；所述摄像机包括放大光学系统2-1、摄像机CCD 2-2，放大光学系统放大倍率为M，标称物距为u。对于一套放大光学系统，放大率m＝u/v，v由摄像机的摄像头头与放大镜头组的安装方式决定，可以认为装配完成后v为定值。因此d与D应足够接近时，成像的实际放大倍率可以根据d进行查表补偿，从而提高微小物体尺寸的测量准确度。

所述照明系统，包括照明光源2-4、以及照明驱动电路；所述照明驱动该电路，用于按照照明驱动电路时钟频率调整照明光源2-4点亮时间间隔、点亮持续时间、以及照明亮度；照明光源2-4为单色光或白光LED，所述照明亮度包括清晰成像亮度、以及过曝光亮度。照明系统，按照时钟电路的脉冲周期性的出现过曝光亮度，如图3所示，LED的驱动器以间隔时间t输出持续时间L＝1/N。调节照明LED的驱动电流和CCD的工作参数，直到CCD的输出图像清晰明亮，记此时驱动电流为Iw；增大照明LED的驱动电流，直到CCD的输出图像出现过曝光，整幅图像为一幅白场，记此时驱动电流为Io。强度为Io的电流，此时照明系统照明亮度为过曝光亮度，使得成像图像为全白场，其余时间持续输出强度为Iw的电流，使得成像系统处于适合的光照强度下，能够清晰成像。

所述运动系统，包括位移台2-3、步进电机、以及步进电机驱动电路；所述位移台带动所述成像系统在所述步进电机的驱动下沿直线运动，从而改变成像系统与被测物体2-5的物距；所述步进电机在标记的起点S1处及之后的范围呈稳定均匀步进状态；所述步进电机驱动电路，与所述步进电机相连，按照步进电机驱动电路时钟频率驱动步进电机运动，所述步进电机驱动器具有驱动脉冲计数器；在所述起点S1处设有脉冲驱动计数器开关，从起点处开始步进电机驱动电路脉冲计数，所述脉冲驱动计数器开关为光电开关或磁控开关。

实施例2

应用实施例1的图像法尺寸测量补偿装置的补偿方法，包括以下步骤：

建立单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表，具体如下：

使用一个精确测量的标准件作为被测物体，应用实施例1提供的图像法尺寸测量补偿装置的补偿装置进行成像测量，以成像系统的标称物距为原点，测量标准间在成像系统偏移原点时标准件成像在CCD所占像素区域，建立单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表如下：

其中，d为偏移焦点的距离,单位为微米；P为单位尺寸所占像素，根据标准件实际尺寸与标准件成像在CCD所占像素区域的比例计算，单位为微米/像素。

(1)按照固定频率获取物距规律变化的待测物体图像序列，其间周期性调整成相条件，从而将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列；

主控板发出均匀间隔的时钟脉冲给步进电机、照明驱动电路和图像读取驱动电路；

控制步进电机产生匀速位移，事实上对焦过程启动后，步进电机经过加速-稳定过程进入以均匀步进状态，通常步进电机的工作失步多发生在加减速阶段，均匀步进状态可以简化为位移速度V和驱动脉冲的频率成线性关系。通过合理的设计工作距，可以让步进电机从某一位置开始进入稳定匀速状态，起点位置记为S1，位移台处于S1位置时，物镜与被测物体的距离应可通过机械设计和装配调整，使其为一个可精确测量的长度，记为Ds。在起点位置S1处设置的磁控开关或光电开关，当位移台处于S1位置时，驱动脉冲的计数器开始计数。

控制照明系统，以按照固定的时间间隔点亮，并持续固定的点亮持续时间L，使得点亮持续时间L小于每一帧图像时间间隔，即使得L≤1/N且照明亮度周期性变化，本实施例取L＝1/N。点亮时LED的亮度需远大于作为测量照明光源时的工作亮度，在摄像机上形成的图像应是过曝光的一幅全白场。

控制成像系统，以帧率N输出图像；根据图像与光强的关系，可以预知的是CCD会以间隔时间t输出白场，其余时间应以N为帧率输出图像，本实施例N等于800帧/秒。通过全白场图像，可将成像系统输出的图像序列划分为子序列，两幅全白场图像之间的图像序列，为一个图像子序列。

(2)在步骤(1)中获得的待测物体图像序列中，采用评价函数实时对每一帧图像进行对焦质量评价，计算图像清晰度，如图4所示。将评价函数计算的清晰度最高的图像帧作为备选图像，并将备选图像所在的图像子序列作为目标子序列；当评价函数取得极大值时，获取此时驱动脉冲的计数器的计数值n。

(3)根据步骤(1)中获取的多个周期内的图像子序列的帧数比对，判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧：当目标子序列无丢帧时，根据步骤(2)获得的备选图像作为对焦图像，对待测物体进行尺寸测量，测量结束；当目标子序列有丢帧时，进入步骤(4)；

通过统计两幅全白场图像之间的帧数，可以判断CCD有无出现丢帧的情况，以及丢帧的数量。

所述判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧，具体为：

将所述目标子序列的帧数与其他所有子序列帧数的最大值相比较，当所述目标子序列的帧数大于或等于其他所有子序列帧数的最大值时，判断所述子序列无丢帧；否则判断所述子序列丢帧。

(4)对于步骤(2)获得的备选图像帧，根据获取图像序列时物距匀速变化速度，计算备选图像成像物距，根据针对同一成像系统、预先建立的单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表进行补偿：若成像物距偏移量不在对照表中，则进入步骤(1)；否则，查表求出该成像物距偏移量时单位尺寸所占像素，并根据备选图像计算补偿后的物体尺寸，结束。

所述给选图像成像物距，根据起点S1物距Ds与对焦位移Ls计算备选图像的成像物距ds，从而获得备选图像成像物距偏移量d，对焦位移Ls根据备选图像的成像时间或帧数计数、步进电机的步距以及频率计算；具体方法如下：

ds＝Ds-Ls

d＝Ls+D-Ds

其中，D为成像系统标称物距。本实施例对焦位移Ls根据步进电机的脉冲步长lm以及进入匀速运行区直至取得对焦图像时所累积的驱动脉冲数n，换算得到步进电机完成此次对焦的位移Ls，公式如下：

ls＝n*lm

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照固定频率获取物距规律变化的待测物体图像序列，其间周期性调整成相条件，从而将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列；

(2)在步骤(1)中获得的待测物体图像序列中，将评价函数计算的清晰度最高的图像帧作为备选图像，并将备选图像所在的图像子序列作为目标子序列；

(3)根据步骤(1)中获取的多个周期内的图像子序列的帧数比对，判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧：当目标子序列无丢帧时，根据步骤(2)获得的备选图像作为对焦图像，对待测物体进行尺寸测量，测量结束；当目标子序列有丢帧时，进入步骤(4)；

(4)对于步骤(2)获得的备选图像帧，根据获取图像序列时物距匀速变化速度，计算备选图像成像物距，根据针对同一成像系统、预先建立的单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表进行补偿：若成像物距偏移量不在对照表中，则进入步骤(1)；否则，查表求出该成像物距偏移量时单位尺寸所占像素，并根据备选图像计算补偿后的物体尺寸，结束。

2.如权利要求1所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，所述待测物体物距规律变化为：

所述待测物体物距均匀步进变化，按照如下方法实现：

采用脉冲步进电机带动成像系统，使成像系统在运行轨道上步进运动，当脉冲步进电机稳定后，选择距待测物体距离为Ds的一点S1作为工作范围起点，使得Ds大于成像系统标称物距且工作范围包含成像系统标称物距。

3.如权利要求1所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，所述按照固定频率获取物距规律变化的待测物体图像序列，具体为：采用帧率为N的高帧率成像系统，使得所述成像系统的图像读取电路与脉冲步进电机时钟同步。

4.如权利要求1所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，所述周期性调整成相条件，方法如下：

使用驱动电路使得照明系统按照固定的时间间隔点亮，并持续固定的点亮持续时间L，使得点亮持续时间L小于每一帧图像时间间隔，即使得L≤1/N且照明亮度周期性变化。

5.如权利要求4所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，使得照明系统的驱动电路与脉冲步进电机时钟同步。

6.如权利要求1所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，照明亮度周期性变化，按照如下方法实现：

控制照明系统的光照强度，使得周期性的出现足够大的光强，使得成像系统过曝光而输出全白场图像，此外照明系统的光照强度为使得输出图像清晰的光照强度。

7.如权利要求6所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，所述将待测物体图像序列划分为多个周期内的图像子序列为，待测物体图像序列以全白场图像为划分点划分为多个周期的图像子序列，其中，两个全白场图像之间的图像序列为一个图像子序列。

8.如权利要求1所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，所述步骤(2)采用评价函数实时对每一帧图像进行对焦质量评价，计算图像清晰度。

9.如权利要求1所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，步骤(3)所述判断步骤(2)获取的目标子序列是否有丢帧，具体为：

将所述目标子序列的帧数与其他所有子序列帧数的最大值相比较，当所述目标子序列的帧数大于或等于其他所有子序列帧数的最大值时，判断所述子序列无丢帧；否则判断所述子序列丢帧。

10.如权利要求1所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿方法，其特征在于，步骤(4)所述备选图像成像物距，根据起点S1物距Ds与对焦位移Ls计算备选图像的成像物距ds，从而获得备选图像成像物距偏移量d，对焦位移Ls根据备选图像的成像时间或帧数计数、步进电机的步距以及频率计算；具体方法如下：

ds＝Ds-Ls

d＝Ls+D-Ds

其中，D为成像系统标称物距；

所述单位尺寸所占像素与成像物距偏移量的对照表，按照如下方法建立：

对于测量用成像系统，使用尺寸已知的标准件，作为被测物体，以成像系统标称物距为原点，测量标准件处于不同物距偏移量位置时，标准件成像在CCD所占像素区域，从而计算获得该位置对应的单位尺寸所占像素。

11.一种基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，其特征在于，包括：成像系统、照明系统、以及运动系统；

所述成像系统，包括具有标称物距的摄像机、以及图像读取电路；所述图像读取电路与所述摄像机CCD相连，用于按照图像读取电路时钟频率采集摄像机CCD像素值，从而获取摄像机图像；

所述照明系统，包括照明光源、以及照明驱动电路；所述照明驱动该电路，用于按照照明驱动电路时钟频率调整照明光源点亮时间间隔、点亮持续时间、以及照明亮度；

所述运动系统，包括位移台、步进电机、以及步进电机驱动电路；所述位移台带动所述成像系统在所述步进电机的驱动下沿直线运动，从而改变成像系统与被测物体的物距；所述步进电机在标记的起点S1处及之后的范围呈稳定均匀步进状态；所述步进电机驱动电路，与所述步进电机相连，按照步进电机驱动电路时钟频率驱动步进电机运动。

12.如权利要求11所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，其特征在于，所述图像读取电路时钟、照明驱动电路时钟、以及步进电机驱动电路时钟同步。

13.如权利要求11所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，其特征在于，所述照明光源为LED光源，所述照明亮度包括清晰成像亮度、以及过曝光亮度。

14.如权利要求11所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，其特征在于，所述步进电机驱动器具有驱动脉冲计数器。

15.如权利要求14所述的基于丢帧检测的图像法尺寸测量补偿装置，其特征在于，在所述起点S1处设有脉冲驱动计数器开关，从起点处开始步进电机驱动电路脉冲计数，所述脉冲驱动计数器开关为光电开关或磁控开关。

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