CN111879260A - 平行度测量设备及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种平行度测量设备及方法，用于测试待测产品的两块玻璃间的平行度，设备包括：平台；支撑臂和产品支撑件设置在平台上，产品支撑件用于放置待测产品；平行光源单元，用于向放置于产品支撑件上的待测产品投射平行光；第一相机和第二相机，分别设置于支撑臂上的第一位置和第二位置，第一相机用于获取待测产品上第一区域的第一图像，第二相机用于获取待测产品上第二区域的第二图像，以使外部的显示设备或平行度测量设备的显示屏展示第一图像和第二图像，实现对待测产品的平行度测量，其中，第一图像和第二图像中各自包含平行基线的一部分，第一图像中平行基线与第二图像中平行基线共线时，表示待测产品的两块玻璃间平行。

Description

平行度测量设备及方法

技术领域

本申请涉及光学成像技术领域，具体而言，涉及一种平行度测量设备及方法。

背景技术

三棱镜在光学成像领域中的应用较为广泛，利用三棱镜可以在很狭窄的区域实现较长的光路距离，从而实现镜头的超长焦距和超短焦距成像。

三棱镜的做法比较复杂，在三棱镜生产过程的一道工序中，需要两层特殊玻璃贴合，然后由激光切割机(一种玻璃划片的常用设备，可以实现精准定位，根据数控程序切割把玻璃切割成不同的形状)按照程序自动纵向切割出等腰三角形，每一个等腰三角形就是三棱镜的雏形。由于光路要求非常严格，对每一个等腰三角形的尺寸要求极高。为了保证玻璃切割的等腰三角形满足尺寸要求，在两层玻璃贴合时，对玻璃贴合时的齐平度(两层玻璃的平行度)也具有极高的要求，通常角度误差不能超过15sec(秒)，约合0.004度。

二次元测量仪又叫影像测量仪，可以用于测量产品及模具的尺寸，或者用于测量被测要素的形位公差，如位置度、同心度、直线度、轮廓度、圆度，以及与基准有关的尺寸等，因此，二次元测量仪可以用于较薄产品及较小产品的二维平面检测或其他工件的二维投影检测。由于二次元测量仪可以实现对直线的平行度测量，现有技术中也主要利用二次元测量仪进行两层玻璃贴合时的角度测量。

例如，某专利文献中提供了一种技术方案，利用二次元测量仪通过手摇X，Y轴的方式经过多次测量然后贴合。首先，利用一个标准块，在二次元测量仪上做一个基准线，使其与基准线的一条线平行；其次，将两块玻璃中间注入UV胶(Ultraviolet Rays，无影胶，又称光敏胶、紫外光固化胶)；然后，将注入UV胶的两块玻璃放在二次元测量仪上，通过多次手摇X，Y轴，看玻璃内部线的两个端点是否与基准线齐平，不齐平就调整直到完全齐平；最后，把玻璃放入紫外线灯固化粘合。

但由于二次元测量仪的相机视野非常小，并且，受限于二次元测量仪的相机数量和安装位置，在对两层玻璃之间的平行度进行调整时，只能通过手摇移动轴的方式把产品左右移动，才能看到被测线束的两端，这样在测量时需要多次左右移动产品(即两层玻璃)，比较耗时，且精度不高(一般二次元设备的测量在0.01mm左右)。另外，一个二次元测量仪的造价平均在5万元左右，若要求更高的测量精度，则需要极高的成本。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种平行度测量设备及方法，以较低成本满足对两层玻璃进行平行度测量的精度要求，且能够简化在对两层玻璃进行平行度测量时的操作程序。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供一种平行度测量设备，所述平行度测量设备用于测试待测产品的两块玻璃间的平行度，所述设备包括：平台；支撑臂，设置于所述平台上；产品支撑件，设置在所述平台上，用于放置所述待测产品，其中，所述待测产品中包含平行基线；平行光源单元，用于向放置于所述产品支撑件上的待测产品投射平行光，使所述平行基线凸显；第一相机和第二相机，分别设置于所述支撑臂上的第一位置和第二位置，所述第一相机用于获取所述待测产品上第一区域的第一图像，所述第二相机用于获取所述待测产品上第二区域的第二图像，以使外部的显示设备展示所述第一图像和所述第二图像，实现对所述待测产品的平行度测量，或者，使所述平行度测量设备的显示屏展示所述第一图像和所述第二图像，以实现对所述待测产品的平行度测量，其中，所述第一图像和所述第二图像中各自包含所述平行基线的一部分，所述第一图像中平行基线与所述第二图像中平行基线共线时，表示所述待测产品的两块玻璃间平行。

在本申请实施例中，平行度测量设备包括平台，支撑臂设置于平台上，用于放置待测产品(双层玻璃中有斜纹，斜纹可作为平行基线，当然，也可以人工设定平行基线)的产品支撑件也设置在平台上。平行光源单元可以向放置于产品支撑件上的待测产品投射平行光(能够凸显待测产品的平行基线)，而支撑臂上第一位置和第二位置上分别设置的第一相机和第二相机可以分别获取待测产品上第一区域的第一图像(包含平行基线的一部分)和第二区域的第二图像(包含平行基线的一部分)，显示屏(或显示设备)则展示第一图像和第二图像，以便用户将第一图像中的平行基线与第二图像中的平行基线调整至对应(即共线)，实现将待测产品的两块玻璃调整平行。这样的方式，可以将待测产品的双层玻璃对齐检测的功能集合在一台设备上，可以实现自动实时测量，无需在观察时不断调整观察位置以获取整体的平行度信息，用户只需通过判断测量的差异，基于差异调整两层玻璃间的平行度即可，平行度测量过程和对齐过程可以大幅度简化。并且，第一相机和第二相机的像素可以保证平行度测量设备的测量精度(可以达到0.001mm)，这种高精度的平行度测量设备造价低廉，成本是普通二次元测量仪(测量精度在0.01mm左右)的一半不到。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述平行光源单元包括第一平行光源和第二平行光源，所述第一平行光源和所述第二平行光源分别设置于所述平台上的第三位置和第四位置，所述第一平行光源和所述第二平行光源分别用于向所述待测产品的所述第一区域和所述第二区域投射平行光。

在该实现方式中，平行光源单元可以包括第一平行光源和第二平行光源，分别设置于平台上的第三位置和第四位置，分别用于向待测产品的第一区域和第二区域投射平行光。这样可以使得第一区域和第二区域的光线充足，充分凸显第一区域和第二区域平行基线，有利于保证成像质量，进而保证测量精度。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述平行度测量设备还包括第一远心镜头和第二远心镜头，所述第一远心镜头设置于所述第一相机前，用于辅助所述第一相机拍摄所述第一图像；所述第二远心镜头设置于所述第二相机前，用于辅助所述第二相机拍摄所述第二图像。

在该实现方式中，通过在第一相机前设置第一远心镜头，在第二相机前设置第二远心镜头，能够尽可能保证拍摄的精度，从而保证测量的精度。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述支撑臂上设有第一千分尺调整机构和第二千分尺调整机构，所述第一相机和所述第二相机分别设置在所述第一千分尺调整机构上的所述第一位置和所述第二千分尺调整机构上的所述第二位置，所述第一千分尺调整机构和所述第二千分尺调整机构分别用于调整所述第一相机和所述第二相机的位置，从而分别调节所述第一远心镜头与所述待测产品之间的距离和所述第二远心镜头与所述待测产品之间的距离。

在该实现方式中，通过设置第一千分尺调整机构和第二千分尺调整机构分别调整第一相机和第二相机的位置，以调节第一远心镜头与待测产品之间的距离和第二远心镜头与待测产品之间的距离，从而能够精细地调节第一图像和第二图像的清晰度和成像质量，为高精度测量提供保障。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述产品支撑件为卡槽，所述卡槽包括第一组件和第二组件，所述第一组件和所述第二组件分别设置在所述平台上，且所述第一组件和所述第二组件之间存在间隔，所述平行光源单元投射的平行光通过所述间隔投射到放置于所述卡槽上的所述待测产品上。

在该实现方式中，通过将第一组件和第二组件构成的具有间隔的卡槽作为产品支撑件，平行光源单元可以设置在平台上(例如嵌设于平台中)，通过该间隔从待测产品背面向待测产品投射平行光，一方面有利于保证平行光的投射能够充分凸显待测产品中的平行基线，另一方面，能够优化平行度测量设备的结构布局。

第二方面，本申请实施例提供一种平行度测量方法，待测产品包括双层玻璃，所方法应用于第一方面或第一方面可能的实现方式中任一项所述的平行度测量设备，所述方法包括：通过所述平行光源单元向放置于所述产品支撑件上的待测产品投射平行光线，其中，所述待测产品包括双层玻璃，并且包含平行基线；通过所述第一相机和所述第二相机分别拍摄所述待测产品上第一区域和所述第二区域，获取第一图像和第二图像，通过所述平行度测量设备的显示屏或外部的显示设备展示所述第一图像和所述第二图像，以实现对所述待测产品的平行度的测量，其中，所述第一图像和所述第二图像中各自包含所述平行基线的一部分，所述第一图像中平行基线与所述第二图像中平行基线共线时，表示所述待测产品的两块玻璃间平行。

在本申请实施例中，通过平行光源单元向待测产品投射平行光线，可以凸显待测产品中的平行基线，有利于保证第一相机拍摄第一区域得到的第一图像和第二相机拍摄第二区域得到的第二图像的清晰度，从而有利于保证平行度的测量精度。另外，通过平行度测量测量待测产品的平行度，可以实现自动实时测量，无需在观察时不断调整观察位置以获取整体的平行度信息，用户只需通过判断测量的差异，基于差异调整两层玻璃间的平行度即可，平行度测量过程和对齐过程可以大幅度简化。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，在对所述待测产品进行平行度测量之前，所述方法还包括：通过所述平行光源单元向放置于所述产品支撑件上的校准产品投射平行光线，其中，所述校准产品的两块玻璃间平行，并且包含平行基线；通过所述第一相机和所述第二相机分别拍摄所述校准产品上第一区域和所述第二区域，获取第一校准图像和第二校准图像；根据所述第一校准图像中的平行基线和所述第二校准图像中的平行基线，校准所述第一相机的拍摄画面位置和/或所述第二相机的拍摄画面位置，实现对所述平行度测量设备的校准。

在该实现方式中，由于相机安装时可能会存在误差，例如相机位置不正，通过校准产品(即标准块)提供校准参考，由于校准产品的两块玻璃间平行，因此可以利用校准产品的平行基线，作为对平行度测量设备的校准依据，实现对平行度测量设备的校准。由于设备精度极高，从物理结构上进行校准会具有相当大的难度，而通过第一相机和第二相机分别拍摄校准产品上第一区域和第二区域，获取第一校准图像和第二校准图像，调整相机拍摄画面位置的方式，可以非常容易地实现高精度的校准(可以在像素级别实现校准)，从而保证平行度测量设备在使用时的精度。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述第一校准图像中的平行基线和所述第二校准图像中的平行基线，校准所述第一相机的拍摄画面位置和/或所述第二相机的拍摄画面位置，包括：对所述第一校准图像和所述第二校准图像进行二值化处理；对处理后的所述第一校准图像进行边缘检测，确定出所述第一校准图像的平行基线在该图像中的第一基线位置，以及，对处理后的所述第二校准图像进行边缘检测，确定出所述第二校准图像的平行基线在该图像中的第二基线位置；根据所述第一基线位置和所述第二基线位置，确定出第一调整参量和/或第二调整参量，并根据所述第一调整参量和/或第二调整参量校准所述第一相机的拍摄画面位置和/或所述第二相机的拍摄画面位置，其中，所述第一调整参量为所述第一基线位置与第一预设位置之间的差异，所述第二调整参量为所述第二基线位置与第二预设位置之间的差异。

在该实现方式中，通过二值化处理、边缘检测等，可以确定出第一校准图像和第二校准图像的平行基线的第一基线位置和第二基线位置，进一步确定出对应的调整参量，从而将二者的平行基线调整至对应(即共线)，使得相机的拍摄画面位置可以做对应调整，从而可以在像素级别实现相机拍摄画面的校准，保证测量精度。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述第一基线位置和所述第二基线位置，确定出第一调整参量和/或第二调整参量，包括：根据所述第一基线位置与所述第一预设位置，以及预设的平移变换关系和角度变换关系，确定出将所述第一基线位置调整至所述第一预设位置所需的第一平移像素距离和第一旋转角度，其中，所述第一平移像素距离和所述第一旋转角度为所述第一调整参量；根据所述第二基线位置与所述第二预设位置，以及所述平移变换关系和所述角度变换关系，确定出将所述第二基线位置调整至所述第二预设位置所需的第二平移像素距离和第二旋转角度，其中，所述第二平移像素距离和所述第二旋转角度为所述第二调整参量。

在该实现方式中，通过基线位置与预设位置，结合预设的平移变换关系和角度变换关系，可以准确地得到调整参量(第一调整参量和/或第二调整参量)，调整参量可以精确到像素，而相机的像素本身又较高，因此，校准后的设备可以达到非常高的检测精度。

结合第二方面，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述平行度测量设备还包括设置在所述第一相机上的第一远心镜头和设置在所述第二相机上的第二远心镜头，所述支撑臂上还设有第一千分尺调整机构和第二千分尺调整机构，所述第一相机和所述第二相机分别设置于所述第一千分尺调整机构和所述第二千分尺调整机构上，所述方法还包括：在确定所述第一相机的拍摄画面不清晰时，通过所述第一千分尺调整机构调整所述第一相机的位置以改变所述第一远心镜头与所述待测产品之间的距离，实现对所述第一相机的拍摄画面的清晰度调节；在确定所述第二相机的拍摄画面不清晰时，通过所述第二千分尺调整机构调整所述第二相机的位置以改变所述第二远心镜头与所述待测产品之间的距离，实现对所述第二相机的拍摄画面的清晰度调节。

在该实现方式中，还可以通过千分尺调整机构调整相机的位置以改变远心镜头与待测产品之间的距离，从而精准地实现对相机的拍摄画面的清晰度调节，有利于保证对待测产品的平行度检测的检测精度。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种平行度测量设备在第一视角下的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种平行度测量设备测量产品的平行度的原理示意图。

图3为本申请实施例提供的一种平行度测量设备在第二视角下的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种平行度测量设备的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的另一种平行度测量设备的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的平行度测量设备校准的示意图。

图标：100-平行度测量设备；110-平台；120-支撑臂；130-产品支撑件；141-第一相机；142-第二相机；151-第一远心镜头；152-第二远心镜头；161-第一千分尺调整机构；162-第二千分尺调整机构；171-第一平行光源；172-第二平行光源。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种平行度测量设备100在第一视角下的结构示意图。

在本实施例中，平行度测量设备100可以包括平台110、支撑臂120、产品支撑件130、平行光源单元、第一相机141和第二相机142。产品支撑件130可以设置在平台110上，用于放置待测产品(待测产品为双层玻璃，双层玻璃中切有斜纹，斜纹可作为平行基线，当然，也可以人工设定平行基线，此处不作限定)。平行光源单元则用于向放置于产品支撑件130上的待测产品投射平行光(平行光源单元与放置于产品支撑件130上的待测产品之间光路通畅)，以凸显待测产品的平行基线。支撑臂120也可以设置于平台110上，而第一相机141和第二相机142可以分别设置于支撑臂120上的第一位置和第二位置。第一相机141用于获取待测产品上第一区域的第一图像(包含平行基线的一部分)，第二相机142用于获取待测产品上第二区域的第二图像(包含平行基线的一部分，但不同于第一图像所包含的部分)。此处，第一区域和第二区域可以为待测产品的两侧。另外，第一图像中的平行基线和第二图像中的平行基线，为同一平行基线的不同部位。

示例性的，平行度测量设备100还可以包括显示屏，那么，显示屏可以获取并展示第一图像和第二图像，实现对待测产品的平行度测量，第一图像中平行基线与第二图像中平行基线共线(即，第一图像中平行基线与第二图像中平行基线连接起来时，为平直线，角度为180度)时，表示待测产品的两块玻璃间平行。当然，平行度测量设备100也可以不包含显示屏，而是通过将第一图像和第二图像发送给外部的显示设备，使外部的显示设备显示第一图像和第二图像，实现对待测产品的平行度测量，此处不作限定，以实际需要为准。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种平行度测量设备100测量产品的平行度的原理示意图。平行光源单元可以向待测产品投射平行光，使平行基线凸显，而第一相机141和第二相机142可以分别拍摄待测产品上第一区域和第二区域的图像，得到对应的第一图像和第二图像，第一图像和第二图像中均包含平行基线的一部分(即图2中的黑色平行带)。

采用这样的方式设计平行度测量设备100，可以将待测产品的双层玻璃对齐检测的功能集合在一台设备上，可以实现自动实时测量，无需在观察时不断调整观察位置以获取整体的平行度信息，用户只需通过判断测量的差异，基于差异调整两层玻璃间的平行度即可，平行度测量过程和对齐过程可以大幅度简化。并且，第一相机141和第二相机142的像素可以保证平行度测量设备100的测量精度，以及，这种高精度的平行度测量设备100造价低廉，成本是普通二次元测量仪(测量精度在0.01mm左右)的一半不到。

请结合参阅图1和参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种平行度测量设备100在第二视角下的结构示意图。

示例性的，平台110可以为配重大理石台面，以尽可能保证平台110的平整度和平行度测量设备100的稳定性。而为了保证平台110的水平高度，使得平行度测量设备100能够适用于实际的环境(实际环境中经常有高度不平的情况)，平台110下还可以设有支撑脚，用于调节平台110的高度和水平度，从而尽可能避免测量误差。

示例性的，平行光源单元主要为了向待测产品投射平行光，凸显待测产品中的平行基线。由于平行度测量设备100中第一相机141和第二相机142分别用于拍摄待测产品的第一区域和第二区域，以获取第一图像和第二图像，因此，为了充分凸显第一区域和第二区域的平行基线，平行光源单元可以包括第一平行光源171和第二平行光源172。第一平行光源171和第二平行光源172分别用于向待测产品的第一区域和第二区域投射平行光。这样可以使得第一区域和第二区域的光线充足，充分凸显第一区域和第二区域平行基线，有利于保证成像质量，进而保证测量精度。

在本实施例中，由于第一区域和第二区域可以分别选取待测产品靠近两端的部位，那么，第一平行光源171和第二平行光源172的位置也可以相应设置。例如，此处以3mm×4mm的相机视野为例，那么，第一区域和第二区域的范围，可以以待测产品的两端分别为起始部位向待测产品中心部位延伸3mm。而为了充分凸显第一区域和第二区域的平行基线，第一平行光源171和第二平行光源172可以分别设置在待测产品对应的部位(分别靠近待测产品两端)，以充分凸显第一区域和第二区域的平行基线为准。

而平行光源单元向待测产品的第一区域和第二区域投射平行光的方式，可以为背面投射式(即平行光源单元设置在待测产品的背面，向待测产品投射平行光，使得设置在待测产品正面的第一相机141、第二相机142可以获取清晰的图像)和正面投射式(即平行光源单元设置在待测产品的正面，向待测产品投射平行光，使得设置在待测产品正面的第一相机141、第二相机142可以获取清晰的图像)。本实施例中先以背面投射的方式进行介绍。

示例性的，平行光源单元可以设置在平台110上，且位于产品支撑件130下方，例如嵌设于平台110内(如图3所示，第一平行光源171和第二平行光源172嵌设于平台110内，且位于产品支撑件130下方)。例如，第一平行光源171和第二平行光源172分别设置于平台110上的第三位置和第四位置，第一平行光源171和第二平行光源172分别用于向待测产品的第一区域和第二区域投射平行光。这样一方面有利于保证平行光的投射能够充分凸显待测产品中的平行基线，另一方面，能够优化平行度测量设备100的结构布局。

若平行光源单元位于产品支撑件130下方，那么，产品支撑件130需要为平行光源单元投射平行光至待测产品提供传播路径。在本实施例中，产品支撑件130可以为卡槽，卡槽可以包括第一组件和第二组件，第一组件和第二组件分别可以设置在平台110上，且第一组件和第二组件之间存在间隔，使得平行光源单元投射的平行光通过间隔投射到放置于卡槽上的待测产品上。通过将第一组件和第二组件构成的具有间隔的卡槽作为产品支撑件130，为平行光源单元对待测产品进行背面投射平行光提供了实现的基础。

当然，产品支撑件130也可以为其他类型的支撑件，例如一体式的设有通孔的卡槽、夹持件等，另外，在平行光源单元采用正面投射平行光的方式时，产品支撑件130可以为不包括通孔或者间隔，不必为待测产品的背面提供光线传播路径，此处不作限定。

若是平行光源单元采用正面投射的方式向待测产品投射平行光，那么，平行光源单元可以设置在支撑臂120上，例如第一相机141和第二相机142的旁边，从而便于向待测产品投射平行光。当然，在正面投射时，平行光源单元也可以包括第一平行光源171和第二平行光源172，第一平行光源171可以设置于支撑臂120上的第五位置，第二平行光源172可以设置于支撑臂120上的第六位置，分别用于向待测产品的第一区域和第二区域投射平行光。这样即可实现平行光源单元向待测产品正面投射平行光。

请继续参阅图1和图3，在本实施例中，第一相机141和第二相机142可以采用相同的相机，也可以采用不同的相机，此处以相同的相机为例进行说明，但不应视为对本申请的限定。

示例性的，为了保证平行度测量设备100的精度，第一相机141和第二相机142可以选用2000万像素的工业相机，视野是3mm×4mm，所以每个像素是0.00075mm，因此，在理论上，平行度测量设备100的检测精度可以达到0.00075mm。当然，此种相机选型仅是示例性的，可以根据实际需要，选择像素更高或更低的相机作为第一相机141和第二相机142，此处不作限定。

为了尽可能保证拍摄精度，平行度测量设备100还可以包括第一远心镜头151和第二远心镜头152，第一远心镜头151设置于第一相机141前，用于辅助第一相机141拍摄第一图像；第二远心镜头152设置于第二相机142前，用于辅助第二相机142拍摄第二图像。这样能够尽可能保证第一图像和第二图像的拍摄精度，从而保证平行度测量设备100的精度。

为了实现第一相机141和第二相机142拍摄图像的清晰度的精细调节，支撑臂120上还可以设置第一千分尺调整机构161和第二千分尺调整机构162，第一相机141和第二相机142则分别设置在第一千分尺调整机构161上的第一位置和第二千分尺调整机构162上的第二位置。第一千分尺调整机构161和第二千分尺调整机构162分别用于调整第一相机141和第二相机142的位置，从而分别调节第一远心镜头151与待测产品之间的距离和第二远心镜头152与待测产品之间的距离，实现第一图像和第二图像的拍摄清晰度的精细调节。这样的方式能够精细地调节第一图像和第二图像的清晰度和成像质量，为高精度测量提供保障。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种设有保护壳体的平行度测量设备100的结构示意图。为平行度测量设备100设置保护壳体，可以为平行度测量设备100中的元件提供保护，保证平行度测量设备100的精准度和使用寿命。

另外，平行度测量设备100还可以包括控制单元，用于控制第一相机141、第二相机142拍摄第一图像和第二图像，并将第一图像和第二图像发送至显示屏(或外部的显示设备)，以实现对待测产品的平行度测量。

以上是对本申请实施例提供的平行度测量设备100的介绍，以下，将对利用该平行度测量设备100对待测产品进行平行度检测的平行度检测方法进行介绍。

请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种平行度检测方法的流程图。平行度检测方法可以包括步骤S10和步骤S20。

在本实施例中，为了保证对待测产品平行度的测量精度，在平行度测量设备100执行步骤S10前，还可以先对平行度测量设备100进行校准。

由于平行度测量设备100的相机视野非常小，所以在机械结构上做到零误差(即误差度在一个极小的范围，例如，在测量精度范围0.001mm内)较为困难。基于此，本申请的发明人采用计算机视觉算法调整相机的拍摄画面，以实现对平行度测量设备100的精度校准。

示例性的，在对平行度测量设备100进行校准时，可以采用已经提前测量好的校准产品(即标准块，其双层玻璃间的平行精度满足平行度测量设备100的测量精度，即两块玻璃间平行)，放置于产品支撑件130上。此时，可以通过平行光源单元向放置于产品支撑件130上的校准产品投射平行光线，通过第一相机141和第二相机142可以分别拍摄校准产品上的第一区域和第二区域，获取第一校准图像和第二校准图像。进一步根据第一校准图像中的平行基线和第二校准图像中的平行基线，校准第一相机141的拍摄画面位置和/或第二相机142的拍摄画面位置，实现对平行度测量设备100的校准。

由于相机安装时可能会存在误差，例如相机位置不正，通过校准产品(即标准块)提供校准参考，由于校准产品的两块玻璃间平行，因此可以利用校准产品的平行基线，作为对平行度测量设备100的校准依据，实现对平行度测量设备100的校准。由于设备精度极高，从物理结构上进行校准会具有相当大的难度，而通过第一相机141和第二相机142分别拍摄校准产品上第一区域和第二区域，获取第一校准图像和第二校准图像，调整相机拍摄画面位置的方式，可以非常容易地实现高精度的校准(可以在像素级别实现校准)，从而保证平行度测量设备100在使用时的精度。

具体的，根据第一校准图像中的平行基线和第二校准图像中的平行基线，校准第一相机141的拍摄画面位置和/或第二相机142的拍摄画面位置，其方式可以为：

首先，可以对第一校准图像和第二校准图像进行二值化处理，并对处理后的第一校准图像进行边缘检测，确定出第一校准图像的平行基线在该图像中的第一基线位置，以及，对处理后的第二校准图像进行边缘检测，确定出第二校准图像的平行基线在该图像中的第二基线位置。

而后，可以根据第一基线位置和第二基线位置，确定出第一调整参量和/或第二调整参量，并根据第一调整参量和/或第二调整参量校准第一相机141的拍摄画面位置和/或第二相机142的拍摄画面位置(例如，仅调整第一相机141的拍摄画面位置，或者，仅调整第二相机142的拍摄画面位置，或者，同时调整第一相机141的拍摄画面位置和第二相机142的拍摄画面位置，此处不作限定)，其中，第一调整参量为第一基线位置与第一预设位置之间的差异，第二调整参量为第二基线位置与第二预设位置之间的差异。

通过二值化处理、边缘检测等，可以确定出第一校准图像和第二校准图像的平行基线的第一基线位置和第二基线位置，进一步确定出对应的调整参量，从而将二者的平行基线调整至对应(即调整至共线)，使得相机的拍摄画面位置可以做对应调整，从而可以在像素级别实现相机拍摄画面的校准，保证测量精度。

具体确定第一调整参量和第二调整参量的方式，可以为：根据第一基线位置与第一预设位置，以及预设的平移变换关系和角度变换关系，确定出将第一基线位置调整至第一预设位置所需的第一平移像素距离和第一旋转角度(第一平移像素距离和第一旋转角度即为第一调整参量)，以及，根据第二基线位置与第二预设位置，以及平移变换关系和角度变换关系，确定出将第二基线位置调整至第二预设位置所需的第二平移像素距离和第二旋转角度(第二平移像素距离和第二旋转角度即为第二调整参量)。

而预设的平移变换关系和角度变换关系，则采用以下变换公式：

x＝x′+h，········(1)

y＝y′+k，········(2)

x_n＝(x-x₀)·cosθ+(y-y₀)·sinθ+x₀，········(3)

y_n＝-(x-x₀)·sinθ+(y-y₀)·cosθ+y₀，······(4)

其中，式(1)和式(2)为平移变换关系，其中，x′和y′表示分别表示像素平面中平移前的横坐标、纵坐标，x、y分别表示像素平面中平移后的横坐标、纵坐标，h表示在x方向平移的像素距离，k表示在y方向平移的像素距离，式(3)和式(4)为角度变换关系，其中，x₀、y₀分别表示角度变换前的像素平面中的横坐标、纵坐标，x_n、y_n分别表示角度变换后的像素平面中的横坐标、纵坐标，θ为变换的角度。

通过基线位置与预设位置，结合预设的平移变换关系和角度变换关系，可以准确地得到调整参量(第一调整参量和/或第二调整参量)，调整参量可以精确到像素，而相机的像素本身又较高(例如2000万像素)，因此，校准后的设备可以达到非常高的检测精度。其中，校准的示意图如图6所示。

需要说明的是，此处的第一预设位置和第二预设位置，可以是预先设定的，也可以是基于第一基线位置和第二基线位置而选定的，此处不作限定。另外，在一些可能的实现方式中，也可以不采用预设位置作为调整第一基线位置和第二基线位置的基础，例如，通过用户进行旋转、平移等操作，使得第一校准图像和第二校准图像中的平行基线相互对应(即共线)，以确定出对应的调整量，从而将调整量作为调整第一相机141的拍摄画面和第二相机142的拍摄画面的基础，此处不作限定。

在对平行度测量设备100进行校准后，可以执行步骤S10。

步骤S10：通过平行光源单元向放置于产品支撑件上的待测产品投射平行光线，其中，待测产品包括双层玻璃，并且包含平行基线。

在本实施例中，在对产品支撑件130上的待测产品进行平行度测量时，平行光源单元可以向待测产品投射平行光线。这样可以充分凸显待测产品中的平行基线，以便于准确测量待测产品的平行度。

而后，可以执行步骤S20。

步骤S20：通过第一相机和第二相机分别拍摄待测产品上第一区域和第二区域，获取第一图像和第二图像，通过所述平行度测量设备的显示屏或外部的显示设备展示第一图像和第二图像，以实现对待测产品的平行度的测量，其中，第一图像和第二图像中各自包含平行基线的一部分，第一图像中平行基线与第二图像中平行基线共线时，表示待测产品的两块玻璃间平行。

在本实施例中，第一相机141和第二相机142可以分别拍摄待测产品上第一区域和第二区域，获取第一图像(包含平行基线的一部分)和第二图像(包含平行基线的一部分，且与第一图像中包含的部分不同)，并将第一图像和第二图像发送至平行度测量设备100的显示屏或者外部的显示设备，以使显示屏或显示设备展示第一图像和第二图像(在第一图像中平行基线与第二图像中平行基线共线时，表示待测产品的两块玻璃间平行)，这样可以实现对待测产品的平行度测量。

通过平行光源单元向待测产品投射平行光线，可以凸显待测产品中的平行基线，有利于保证第一相机141拍摄第一区域得到的第一图像和第二相机142拍摄第二区域得到的第二图像的清晰度，从而有利于保证平行度的测量精度。另外，通过平行度测量测量待测产品的平行度，可以实现自动实时测量，无需在观察时不断调整观察位置以获取整体的平行度信息，用户只需通过判断测量的差异，基于差异调整两层玻璃间的平行度即可，平行度测量过程和对齐过程可以大幅度简化。

在本实施例中，为了保证第一图像和第二图像的成像质量，还可以在在确定第一相机141的拍摄画面不清晰时，通过第一千分尺调整机构161调整第一相机141的位置以改变第一远心镜头151与待测产品之间的距离，实现对第一相机141的拍摄画面的清晰度调节；在确定第二相机142的拍摄画面不清晰时，通过第二千分尺调整机构162调整第二相机142的位置以改变第二远心镜头152与待测产品之间的距离，实现对第二相机142的拍摄画面的清晰度调节(当然，为实现自动调节，对自动测量设备需要进行针对性的改进，例如，对拍摄画面的清晰度的判断，设置自动调节的机构对第一千分尺调整机构161和第二千分尺调整机构162进行调节)。

通过千分尺调整机构调整相机的位置以改变远心镜头与待测产品之间的距离，从而精准地实现对相机的拍摄画面的清晰度调节，有利于保证对待测产品的平行度检测的检测精度。

由此，可以实现对待测产品的平行度测量，而在测量中，用户还可以一边观察(第一图像和第二图像)，一边对待测产品的两层玻璃进行调整，使得待测产品的两层玻璃平行，非常方便，相较于现有的二次元测量仪，调整待测产品中两层玻璃的平行度的过程可以大大简化。

综上所述，本申请实施例提供一种平行度测量设备及方法，平行度测量设备包括平台，支撑臂设置于平台上，用于放置待测产品(双层玻璃中有斜纹，斜纹可作为平行基线，当然，也可以人工设定平行基线)的产品支撑件也设置在平台上。平行光源单元可以向放置于产品支撑件上的待测产品投射平行光(能够凸显待测产品的平行基线)，而支撑臂上第一位置和第二位置上分别设置的第一相机和第二相机可以分别获取待测产品上第一区域的第一图像(包含平行基线的一部分)和第二区域的第二图像(包含平行基线的一部分)，显示屏(或显示设备)则展示第一图像和第二图像，以便用户将第一图像中的平行基线与第二图像中的平行基线调整至对应(即共线)，实现将待测产品的两块玻璃调整平行。这样的方式，可以将待测产品的双层玻璃对齐检测的功能集合在一台设备上，可以实现自动实时测量，无需在观察时不断调整观察位置以获取整体的平行度信息，用户只需通过判断测量的差异，基于差异调整两层玻璃间的平行度即可，平行度测量过程和对齐过程可以大幅度简化。并且，第一相机和第二相机的像素可以保证平行度测量设备的测量精度(例如，第一相机和第二相机选用2000万像素的相机，可以使得设备的测量精度达到0.001mm)，以及，这种高精度的平行度测量设备造价低廉，成本是普通二次元测量仪(测量精度在0.01mm左右)的一半不到。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法，可以通过其它的方式实现，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种平行度测量设备，其特征在于，所述平行度测量设备用于测试待测产品的两块玻璃间的平行度，所述设备包括：

平台；

支撑臂，设置于所述平台上；

产品支撑件，设置在所述平台上，用于放置所述待测产品，其中，所述待测产品中包含平行基线；

平行光源单元，用于向放置于所述产品支撑件上的待测产品投射平行光，使所述平行基线凸显；

第一相机和第二相机，分别设置于所述支撑臂上的第一位置和第二位置，所述第一相机用于获取所述待测产品上第一区域的第一图像，所述第二相机用于获取所述待测产品上第二区域的第二图像，以使外部的显示设备展示所述第一图像和所述第二图像，实现对所述待测产品的平行度测量，或者，使所述平行度测量设备的显示屏展示所述第一图像和所述第二图像，以实现对所述待测产品的平行度测量，其中，所述第一图像和所述第二图像中各自包含所述平行基线的一部分，所述第一图像中平行基线与所述第二图像中平行基线共线时，表示所述待测产品的两块玻璃间平行。

2.根据权利要求1所述的平行度测量设备，其特征在于，所述平行光源单元包括第一平行光源和第二平行光源，

所述第一平行光源和所述第二平行光源分别设置于所述平台上的第三位置和第四位置，所述第一平行光源和所述第二平行光源分别用于向所述待测产品的所述第一区域和所述第二区域投射平行光。

3.根据权利要求1所述的平行度测量设备，其特征在于，所述平行度测量设备还包括第一远心镜头和第二远心镜头，

所述第一远心镜头设置于所述第一相机前，用于辅助所述第一相机拍摄所述第一图像；

所述第二远心镜头设置于所述第二相机前，用于辅助所述第二相机拍摄所述第二图像。

4.根据权利要求3所述的平行度测量设备，其特征在于，所述支撑臂上设有第一千分尺调整机构和第二千分尺调整机构，

所述第一相机和所述第二相机分别设置在所述第一千分尺调整机构上的所述第一位置和所述第二千分尺调整机构上的所述第二位置，所述第一千分尺调整机构和所述第二千分尺调整机构分别用于调整所述第一相机和所述第二相机的位置，从而分别调节所述第一远心镜头与所述待测产品之间的距离和所述第二远心镜头与所述待测产品之间的距离。

5.根据权利要求1所述的平行度测量设备，其特征在于，所述产品支撑件为卡槽，

所述卡槽包括第一组件和第二组件，所述第一组件和所述第二组件分别设置在所述平台上，且所述第一组件和所述第二组件之间存在间隔，所述平行光源单元投射的平行光通过所述间隔投射到放置于所述卡槽上的所述待测产品上。

6.一种平行度测量方法，其特征在于，待测产品包括双层玻璃，所述方法应用于如权利要求1至5中任一项所述的平行度测量设备，所述方法包括：

通过所述平行光源单元向放置于所述产品支撑件上的待测产品投射平行光线，其中，所述待测产品包括双层玻璃，并且包含平行基线；

通过所述第一相机和所述第二相机分别拍摄所述待测产品上第一区域和所述第二区域，获取第一图像和第二图像，通过所述平行度测量设备的显示屏或外部的显示设备展示所述第一图像和所述第二图像，以实现对所述待测产品的平行度的测量，其中，所述第一图像和所述第二图像中各自包含所述平行基线的一部分，所述第一图像中平行基线与所述第二图像中平行基线共线时，表示所述待测产品的两块玻璃间平行。

7.根据权利要求6所述的平行度测量方法，其特征在于，在对所述待测产品进行平行度测量之前，所述方法还包括：

通过所述平行光源单元向放置于所述产品支撑件上的校准产品投射平行光线，其中，所述校准产品的两块玻璃间平行，并且包含平行基线；

通过所述第一相机和所述第二相机分别拍摄所述校准产品上第一区域和所述第二区域，获取第一校准图像和第二校准图像；

根据所述第一校准图像中的平行基线和所述第二校准图像中的平行基线，校准所述第一相机的拍摄画面位置和/或所述第二相机的拍摄画面位置，实现对所述平行度测量设备的校准。

8.根据权利要求7所述的平行度测量方法，其特征在于，所述根据所述第一校准图像中的平行基线和所述第二校准图像中的平行基线，校准所述第一相机的拍摄画面位置和/或所述第二相机的拍摄画面位置，包括：

对所述第一校准图像和所述第二校准图像进行二值化处理；

对处理后的所述第一校准图像进行边缘检测，确定出所述第一校准图像的平行基线在该图像中的第一基线位置，以及，对处理后的所述第二校准图像进行边缘检测，确定出所述第二校准图像的平行基线在该图像中的第二基线位置；

根据所述第一基线位置和所述第二基线位置，确定出第一调整参量和/或第二调整参量，并根据所述第一调整参量和/或第二调整参量校准所述第一相机的拍摄画面位置和/或所述第二相机的拍摄画面位置，其中，所述第一调整参量为所述第一基线位置与第一预设位置之间的差异，所述第二调整参量为所述第二基线位置与第二预设位置之间的差异。

9.根据权利要求8所述的平行度测量方法，其特征在于，所述根据所述第一基线位置和所述第二基线位置，确定出第一调整参量和/或第二调整参量，包括：

根据所述第一基线位置与所述第一预设位置，以及预设的平移变换关系和角度变换关系，确定出将所述第一基线位置调整至所述第一预设位置所需的第一平移像素距离和第一旋转角度，其中，所述第一平移像素距离和所述第一旋转角度为所述第一调整参量；

根据所述第二基线位置与所述第二预设位置，以及所述平移变换关系和所述角度变换关系，确定出将所述第二基线位置调整至所述第二预设位置所需的第二平移像素距离和第二旋转角度，其中，所述第二平移像素距离和所述第二旋转角度为所述第二调整参量。

10.根据权利要求6所述的平行度测量方法，其特征在于，所述平行度测量设备还包括设置在所述第一相机上的第一远心镜头和设置在所述第二相机上的第二远心镜头，所述支撑臂上还设有第一千分尺调整机构和第二千分尺调整机构，所述第一相机和所述第二相机分别设置于所述第一千分尺调整机构和所述第二千分尺调整机构上，所述方法还包括：

在确定所述第一相机的拍摄画面不清晰时，通过所述第一千分尺调整机构调整所述第一相机的位置以改变所述第一远心镜头与所述待测产品之间的距离，实现对所述第一相机的拍摄画面的清晰度调节；

在确定所述第二相机的拍摄画面不清晰时，通过所述第二千分尺调整机构调整所述第二相机的位置以改变所述第二远心镜头与所述待测产品之间的距离，实现对所述第二相机的拍摄画面的清晰度调节。

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