CN112013784B - 一种检测方法和检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测方法和检测系统，包括：提供检测设备，所述检测设备具有第一坐标系和第二坐标系；提供待测物，所述待测物包括相对的第一面和第二面，所述第一面具有待测点，所述第二面具有至少三个不共线的临近点，所述临近点与所述待测点之间的距离在预设范围内；通过所述检测设备对所述待测点进行第一检测，获得所述待测点在所述第一坐标系下的第一坐标；通过所述检测设备对至少三个所述临近点进行第二检测，获得所述临近点在所述第二坐标系下的第二坐标；根据所述第一坐标和所述第二坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离，得到待测点的高度值或厚度值，从而解决了无法获取待测物上任意点的高度或厚度信息的问题。

Description

一种检测方法和检测系统

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，更具体地说，涉及一种检测方法和检测系统。

背景技术

随着现代工业的发展，精密加工被应用到越来越多的领域中，同时，人们对加工精度也提出了更高的要求。为了满足加工精度需求，提高加工样品合格率，人们常对加工过程及加工成品进行形貌畸变检测，确保其畸变在可容忍范围内。

现有的畸变检测一般采用三维检测方法，现有技术中，常用的三维检测方法包括接触式检测和非接触式检测。接触式检测设备主要包括三坐标测量仪；非接触式检测设备主要包括光学检测设备，所采用的测量方法包括：激光三角法、干涉法、共聚焦法等光学测量方法。由于非接触式检测不需要与待测物接触，对待测物的损伤较小，因此，受到越来越多的关注。

但是，现有的畸变检测往往仅需要对待测物的一面进行检测，获取待测物一个表面的信息；或者，分别检测多个表面，分别获得多个表面的信息。然而，在工业检测中，往往需要获取待测物任意点的高度或厚度信息。因此，如何获取待测物上任意点的高度或厚度信息，已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种检测方法和检测系统，以解决现有的检测方法无法获取待测物上任意点的高度或厚度信息的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种检测方法，包括：

提供检测设备，所述检测设备具有第一坐标系和第二坐标系；

提供待测物，所述待测物包括相对的第一面和第二面，所述第一面具有待测点，所述第二面具有至少三个不共线的临近点，所述临近点与所述待测点之间的距离在预设范围内；

通过所述检测设备对所述待测点进行第一检测，获得所述待测点在所述第一坐标系下的第一坐标；

通过所述检测设备对至少三个所述临近点进行第二检测，获得所述临近点在所述第二坐标系下的第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离，得到检测高度值。

可选地，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间具有第一转换关系；

所述检测方法还包括：获取所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一转换关系；

获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离的步骤包括：

根据所述第一转换关系将所述第一坐标和所述第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标；

根据分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离。

可选地，所述第一检测之后，进行所述第二检测；

所述同一坐标系为所述第二坐标系，根据所述第一转换关系将所述第一坐标和所述第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标包括：

根据所述第一转换关系将所述第一坐标转换至所述第二坐标系下，获取所述待测点的第三坐标；

将所述第二坐标作为所述临近点的第三坐标。

可选地，所述检测设备还包括旋转轴；

所述第一坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转预设角度之前，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；

所述第二坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转所述预设角度之后，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；

所述检测方法还包括：所述第一检测之后，使所述待测物旋转所述预设角度；使所述待测物旋转所述预设角度之后，进行所述第二检测；

或者，所述检测方法还包括：所述第二检测之后，使所述待测物旋转所述预设角度；使所述待测物旋转所述预设角度之后，进行所述第一检测。

可选地，获取所述第一转换关系的步骤包括：

提供基准物，所述基准物具有特征点，所述特征点相对于所述旋转轴具有旋转不对称性；

通过所述检测设备对所述基准物进行检测，获得所述特征点在所述第一坐标系下的第四坐标；

使所述基准物绕所述旋转轴旋转所述预设角度；

使所述基准物绕所述旋转轴旋转所述预设角度之后，通过所述检测设备对所述基准物进行检测，获得所述特征点在所述第二坐标系下的第五坐标；

根据所述第四坐标和所述第五坐标，获得所述第一坐标系和所述第二坐标系的第一转换关系。

可选地，所述基准物包括至少一个贯穿所述基准物的特征结构，所述特征结构包括所述特征点，所述特征结构沿不经过所述特征点的任意直线具有旋转不对称性。

可选地，所述检测设备还包括：

高度检测模块，用于检测所述待测物沿第一方向的坐标值；

移动模块，用于使所述待测物和所述检测设备在移动平面内相对移动，所述移动平面与第一方向不平行。

可选地，所述第一检测之前，还包括：获取所述待测点在所述第一坐标系中的第一位置坐标，所述第一位置坐标为所述待测点的坐标在所述移动平面的坐标分量；

所述第一检测的步骤包括：

通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第一位置坐标处；移动至所述第一位置坐标处之后，通过所述高度检测模块获取所述待测点沿第一方向的第三坐标值。

可选地，所述待测物具有第三坐标系，所述待测点在所述第三坐标系中具有第六坐标；

获取所述第一位置坐标的步骤包括：

获取所述第三坐标系与所述第一坐标系之间的第二转换关系；

根据所述第二转换关系，获取所述第六坐标在所述第一坐标系下的第七坐标，并获取所述第七坐标在所述移动平面内的坐标分量，得到第一位置坐标。

可选地，所述第二检测之前，还包括：获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标，所述第二位置坐标为所述临近点的坐标在所述移动平面内的坐标分量；

所述第二检测的步骤包括：通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第二位置坐标处；移动至所述第二位置坐标处之后，通过所述高度检测模块获取所述临近点沿第一方向的第六坐标值。

可选地，获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标包括：获取所述待测点在所述第一坐标系中的第一位置坐标之后，根据所述第一位置坐标在所述移动平面内获取临近位置坐标，所述临近位置坐标对应点与所述待测点之间的距离在预设范围内；根据所述第一转换关系，获取所述临近位置坐标在第二坐标系中的第二位置坐标；

或者，获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标包括：根据所述第一转换关系将所述第一坐标转换至所述第二坐标系下，获得所述第三坐标之后，在距离所述第三坐标预设范围内获取临近位置坐标，得到临近点；获取所述临近位置坐标在移动平面内的分量，得到第二位置坐标。

可选地，所述移动模块包括：

第一平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第一移动方向相对移动，所述第一移动方向平行于所述移动平面；

第二平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第二移动方向相对移动，所述第二移动方向平行于所述移动平面；

所述第一位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第一坐标值和沿所述第二移动方向的第二坐标值；

所述第二位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第四坐标值和沿所述第二移动方向的第五坐标值。

可选地，所述第一移动方向和所述第二移动方向分别平行于所述第一坐标系的两个坐标轴。

一种检测系统，包括：

检测设备，所述检测设备具有第一坐标系和第二坐标系；

控制单元，用于控制所述检测设备对待测物第一面上的待测点进行第一检测，获得所述待测点在所述第一坐标系下的第一坐标，控制所述检测设备对所述待测物第二面上至少三个临近点进行第二检测，获得所述临近点在所述第二坐标系下的第二坐标；

处理单元，用于根据所述第一坐标和所述第二坐标，获得所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离，所述待测物包括相对的所述第一面和所述第二面，所述临近点与所述待测点之间的距离在预设范围内。

可选地，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间具有第一转换关系；

所述控制单元还用于控制所述检测设备获取所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一转换关系；

所述处理单元根据所述第一转换关系将所述第一坐标和所述第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标，根据分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离。

可选地，所述检测设备还包括旋转轴；

所述第一坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转预设角度之前，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；所述第二坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转所述预设角度之后，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；

所述控制单元还用于控制所述检测设备在所述第一检测之后，使所述待测物翻转所述预设角度，控制所述检测设备在所述第二检测之后，使所述待测物翻转所述预设角度。

可选地，所述检测设备还包括：

高度检测模块，用于检测所述待测物沿第一方向的坐标值；

移动模块，用于使所述待测物和所述检测设备在移动平面内相对移动，所述移动平面与第一方向不平行。

可选地，所述控制单元还用于在控制所述检测设备进行第一检测之前，获取所述待测点在所述第一坐标系中的第一位置坐标，所述第一位置坐标为所述待测点的坐标在所述移动平面的坐标分量；

所述控制单元还用于在进行第一检测时，通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第一位置坐标处；

移动至所述第一位置坐标处之后，所述控制单元还用于通过所述高度检测模块获取所述待测点沿第一方向的第三坐标值。

可选地，所述控制单元还用于在控制所述检测设备进行第二检测之前，获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标，所述第二位置坐标为所述临近点的坐标在所述移动平面内的坐标分量；

所述控制单元还用于在进行第二检测时，通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第二位置坐标处；

移动至所述第二位置坐标处之后，所述控制单元还用于通过所述高度检测模块获取所述临近点沿第一方向的第六坐标值。

可选地，所述移动模块包括：

第一平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第一移动方向相对移动，所述第一移动方向平行于所述移动平面；

第二平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第二移动方向相对移动，所述第二移动方向平行于所述移动平面；

所述第一位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第一坐标值和沿所述第二移动方向的第二坐标值；

所述第二位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第四坐标值和沿所述第二移动方向的第五坐标值。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案所提供的检测方法和检测系统，由于待测点位于待测物的第一面，至少三个不共线的临近点位于待测物相对的第二面，因此，获得待测点在第一坐标系下的第一坐标，获得临近点在第二坐标系下的第二坐标，根据第一坐标和第二坐标获取待测点到至少三个临近点所在平面的距离之后，得到待测点的高度值或厚度值，从而解决了现有的检测方法无法获取待测物上任意点的高度或厚度信息的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种待测物的俯视结构示意图；

图3为图2所示的待测物的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种获取第一转换关系的方法流程图；

图5为本发明实施例提供的一种基准物的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种特征结构的俯视结构示意图；

图7为图5所示的基准物的剖面结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种待测物和基准物的俯视结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种检测系统的结构示意图。

具体实施方式

以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种检测方法，如图1所示，包括：

S101：提供检测设备，所述检测设备具有第一坐标系和第二坐标系；

本发明实施例中的检测设备为对样品进行形貌畸变检测的光学检测设备。可选地，本发明实施例中的检测设备为色散共聚焦检测设备，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，检测设备还可以为白光干涉检测设备或三坐标检测设备等。可选地，本发明实施例中的检测设备包括旋转轴以及带动待测物等物体绕旋转轴旋转的旋转台等，其中，第一坐标系为待测物绕旋转轴旋转预设角度之前待测物与检测设备所处的坐标系，第二坐标系为待测物绕旋转轴旋转预设角度之后待测物与检测设备所处的坐标系。虽然这两个坐标系都为三维坐标系，且这两个坐标系的坐标轴方向都相同，但这两个坐标系的原点不同，各点的坐标值也不同。

所述检测设备包括：高度检测模块，用于检测所述待测物沿第一方向的坐标值；移动模块，用于使所述待测物和所述检测设备在移动平面内相对移动，所述移动平面与第一方向不平行。

所述高度检测模块获取的沿第一方向的坐标值，移动模块沿移动平面移动的位移矢量所表征的坐标值构成检测坐标。当待测物相对于高度检测模块和移动模块的位置不同时，对于待测物上相同点获取的检测坐标值不同，表征待测物处于不同的坐标系下。

因此，第一坐标系和第二坐标系表征的是待测物相对于高度检测设备和移动模块之间的相对位置关系。

S102：提供待测物，所述待测物包括相对的第一面和第二面，所述第一面具有待测点，所述第二面具有至少三个不共线的临近点，所述临近点与所述待测点之间的距离在预设范围内；

如图2所示，待测物1为片状结构，该待测物1可绕旋转轴O旋转预设角度，预设角度的范围为120°～240°。如图3所示，待测物1包括相对的第一面10和第二面11，其中，第一面10为弧面或平面，第二面11为平面。

其中，待测点A为位于第一面10上的任意点，临近点B为位于第二面11上的点，且第二面11上具有至少三个不共线的临近点B，所述至少三个临近点B与待测点A之间的距离在预设范围内。也就是说，临近点B为距离待测点A预设范围内的点。待测点A到至少三个不共线的临近点B所在平面的距离即为待测点A到第二面11的距离，即为待测点A的厚度或高度值。可选地，当第一面10为弧面时，待测点A的高度或厚度为其所在弧面的弧高。本发明实施例中，待测物1可以为2.5D玻璃、手机壳、平面模组(液晶显示模组)或镜片等。

S103：通过所述检测设备对所述待测点进行第一检测，获得所述待测点在所述第一坐标系下的第一坐标；

进行第一检测之前，使待测物1的第一面10朝向检测设备的出光面，使得检测设备出射的检测光照射到待测物1的第一面10上，对第一面10上的待测点A进行第一检测，获得待测点A在第一坐标系下的第一坐标。

S104：通过所述检测设备对至少三个所述临近点进行第二检测，获得所述临近点在所述第二坐标系下的第二坐标；

进行第二检测之前，使待测物1的第二面11朝向检测设备的出光面，使得检测设备出射的检测光照射到待测物1的第二面11上，对第二面11上的至少三个临近点B进行第二检测，获得临近点B在第二坐标系下的第二坐标。

S105：根据所述第一坐标和所述第二坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离，得到检测高度值。

本发明实施例中，第一坐标系和第二坐标系不同，第一坐标系和第二坐标系之间具有第一转换关系，基于此，获得第一坐标和第二坐标之前，还包括：获取第一坐标系和第二坐标系之间的第一转换关系。获得第一坐标和第二坐标之后，即可根据第一转换关系将第一坐标和第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于第一坐标和第二坐标的第三坐标；根据分别对应于第一坐标和第二坐标的第三坐标，获取待测点A到至少三个临近点B所在平面的距离h。

其中，得到待测点A的第三坐标和至少三个临近点B的第三坐标之后，可以根据数学公式或模型获得待测点A到至少三个临近点B所在平面的距离，在此不再赘述。

本发明实施例中，将待测物1固定在检测设备的检测台上后，可以先对待测物1的第一面10进行第一检测，后对待测物1的第二面11进行第二检测，也可以先对待测物1的第二面11进行第二检测，后对待测物1的第一面10进行第一检测，本发明并不对此进行限定。

也就是说，本发明实施例提供的检测方法还包括：第一检测之后，使待测物1旋转预设角度；使待测物1旋转预设角度之后，进行第二检测。或者，本发明实施例提供的检测方法还包括：第二检测之后，使待测物1旋转预设角度；使待测物1旋转预设角度之后，进行第一检测。

并且，本发明实施例中，获得第一坐标和第二坐标之后，可以将第一坐标转换到第二坐标系下，使得第一坐标和第二坐标同在第二坐标系下，也可以将第二坐标转换到第一坐标系下，使得第一坐标和第二坐标同在第一坐标系下。

可选地，本发明一个实施例中，先进行第一检测后进行第二检测，并且，上述同一坐标系为第二坐标系，即根据第一转换关系将第一坐标和第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于第一坐标和第二坐标的第三坐标包括：根据第一转换关系将第一坐标转换至第二坐标系下，获取待测点A的第三坐标；将第二坐标作为临近点B的第三坐标。

可选地，如图4所示，本发明实施例中获取第一转换关系的步骤包括：

S201：提供基准物，所述基准物具有特征点，所述特征点相对于所述旋转轴具有旋转不对称性；

可选地，如图5所示，基准物2与待测物1的形状相同，都为片状结构，该片状结构的厚度为100μm～200μm，该基准物2可绕旋转轴O旋转，并且，基准物2上具有特征点C1～Cn，n为大于或等于1的自然数，可选地，n大于或等于3。并且，特征点C1～Cn相对于旋转轴O具有旋转不对称性，也就是说，当基准物2绕旋转轴O旋转180°后，任意两个特征点不重合，以便根据特征点C1～Cn的坐标得到坐标转换关系。

需要说明的是，图5和图2中的旋转轴O为同一旋转轴，并且，图5和图2中，仅以旋转轴O位于基准物2和待测物1的中间区域为例进行说明，但是，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，旋转轴O还可以位于基准物2和待测物1的一侧，如位于基准物2和待测物1左侧或右侧。

还需要说明的是，本发明实施例中，仅以基准物2和待测物1为片状的六面体为例进行说明，但是，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，基准物2和待测物1还可以为四面体、八面体、十二面体等多面体结构。

S202：通过所述检测设备对所述基准物进行检测，获得所述特征点在所述第一坐标系下的第四坐标；

S203：使所述基准物绕所述旋转轴旋转所述预设角度；

S204：使所述基准物绕所述旋转轴旋转所述预设角度之后，通过所述检测设备对所述基准物进行检测，获得所述特征点在所述第二坐标系下的第五坐标；

在旋转预设角度之前，基准物2的一个表面朝向检测设备，使得检测设备出射的检测光照射到基准物2上，对特征点C进行检测，获得特征点C1～Cn在第一坐标系下的第四坐标。在旋转预设角度之后，基准物2的另一个表面朝向检测设备，使得检测设备出射的检测光照射到基准物2上，对特征点C进行检测，获得特征点C1～Cn在第二坐标系下的第五坐标。

需要说明的是，本发明实施例中的特征点为基准物2绕旋转轴O旋转预设角度之前或之后都能检测到的特征点C。并且，基准物2旋转的预设角度与待测物1旋转的预设角度相同，如都为180°。

可选地，如图6所示，基准物2包括至少一个特征结构20，特征结构20包括一个特征点C，可选地，特征结构20的个数大于或等于3，且多个点在不在同一直线上。其中，特征结构20沿不经过特征点C的任意直线具有旋转不对称性，也就是说，特征结构20沿经过特征点C的一条直线具有旋转对称性，从而可以根据特征结构20表面多个点的坐标计算出特征结构20内部的特征点C的坐标。其中，当特征点C位于所述特征结构20表面时，通过检测设备对特征点C进行检测，即可获取特征点C的坐标。

可选地，如图7所示，当基准物2为片状结构时，特征结构20贯穿基准物2相对的两面，如特征结构20贯穿基准物2相对的两面21和22。进一步可选地，特征结构20为贯穿基准物2相对的两面的通孔、球体或正多面体等，进一步可选地，通孔为圆形通孔或方形通孔等。

可选地，特征点C位于特征结构20的内部，且为特征结构20的中心点。

当特征点C为特征结构20内部中心点时，获得特征点C的第四坐标包括：

通过检测设备对绕旋转轴O旋转预设角度之前的基准物2进行检测，获得特征结构20表面多个点的坐标；

根据多个点的坐标以及特征结构20的结构参数，获得特征点C的第四坐标；

获得特征点C的第五坐标包括：

通过检测设备对绕旋转轴O旋转预设角度之后的基准物2进行检测，获得特征结构20表面多个点的坐标；

根据多个点的坐标以及特征结构20的结构参数，获得特征点C的第五坐标。

其中，当特征结构20为球体时，特征点C为球心，所述结构参数为特征结构20的半径或直径；其中，多个点的个数大于或等于3。

或者，当基准物2为片状结构时，基准物2包括相对的第三面21和第四面22，特征结构20为贯穿第三面21和第四面22的通孔，特征点C位于特定结构10距离第三面21为基准物2厚度的一半的截面的中心；多个点位于通孔的侧壁与第三面21或第四面22的交线上，结构参数包括通孔的深度。

以特征结构20为通孔为例，虽然基准物2上的通孔在第三面21或第四面22上的中心坐标容易获得，即使通孔的部分区域拍摄不到，也能够根据通孔的边缘数据即第六坐标或第七坐标，计算得到通孔在第三面21或第四面22上的中心的位置，但是，由于基准物2具有一定的厚度，因此，可以根据基准物2的厚度及通孔的边缘数据获取通孔在XYZ空间上的中心坐标。

具体的，当特征结构20为通孔时，提取每一个通孔的中心的步骤包括：根据测量得到的通孔数据如多个点的坐标，获取基准物2第三面或第四面的法线方向即垂直于基准物2的方向；获取沿法线方向上距离基准物2第三面或第四面的距离为基准物2厚度一半的点，得到通孔的中心即特征点C。

S205：根据所述第四坐标和所述第五坐标，获得所述第一坐标系和所述第二坐标系的第一转换关系。

由于第四坐标和第五坐标为相同特征点C在不同坐标系下的坐标，因此，可以根据第四坐标和第五坐标，获得第一坐标系和第二坐标系的坐标转换关系即第一转换关系。

获得第一转换关系之后，即可根据第一转换关系对第一坐标或第二坐标进行转换，将第一坐标和第二坐标统一到同一坐标系下，获得分别对应于第一坐标和第二坐标的第三坐标，之后即可根据分别对应于第一坐标和第二坐标的第三坐标，获取待测点A到至少三个临近点B所在平面的距离，即获得待测点A的厚度或高度信息。

需要说明的是，根据第四坐标和第五坐标获得第一转换关系以及根据第一转换关系对第一坐标或第二坐标进行转换的过程可以根据三维坐标转换的数学模型进行处理，在此不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中，待测物1可以固定在基准物2上，以使待测物1和基准物2可以同时绕旋转轴O旋转，可选地，如图8所示，基准物2的中间区域为镂空区域，待测物1固定在基准物2的镂空区域，特征点C位于待测物1的四周，对待测物1的第一面10进行检测时，也可以从基准物2的第三面21对特征点C进行检测，对待测物1的第四面22进行检测时，也可以从基准物2的第四面22对特征点C进行检测。

本发明实施例中，检测设备还包括高度检测模块和移动模块，其中，高度检测模块用于检测待测物1沿第一方向的坐标值；移动模块用于使待测物1和检测设备在移动平面内相对移动，移动平面与第一方向不平行。

如第一方向为方向Z，移动平面为XY平面，第一方向Z垂直于移动平面XY。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，第一方向还可以为方向X，移动平面还可以为YZ平面等。

可选地，移动模块包括第一平移台和第二平移台，其中，第一平移台用于使待测物1与高度检测模块沿第一移动方向相对移动，第一移动方向平行于移动平面；第二平移台用于使待测物1与高度检测模块沿第二移动方向相对移动，第二移动方向平行于移动平面。

其中，第一移动方向和第二移动方向分别平行于第一坐标系的两个坐标轴，如第一移动方向平行于第一坐标系中的X坐标轴，第二移动方向平行于第一坐标系中的Y坐标轴。第一移动方向和第二移动方向分别平行于第一坐标系的两个坐标轴，有利于使移动模块根据第一坐标系的坐标值移动待测物，对待测物表面的待测点或邻近点的坐标进行检测，能够简化检测方法。

需要说明的是，本发明实施例中，待测物1具有第三坐标系，待测点A在第三坐标系中具有第六坐标。可选地，第三坐标系是指图纸中待测物1的坐标系。虽然图纸中的坐标系是二维坐标系，但是，也可以看成是一个坐标为0的三维坐标系，如Z坐标为0的第三坐标系(X，Y，0)。

由于待测物1具有第三坐标系，且待测点A在第三坐标系中具有第六坐标已知，因此，在进行第一检测之前，还包括：获取待测点A在第一坐标系中的第一位置坐标，第一位置坐标为待测点A的坐标在移动平面的坐标分量，如X坐标分量和Y坐标分量。也就是说，第一位置坐标包括：沿第一移动方向X的第一坐标值和沿第二移动方向Y的第二坐标值。

第一检测的步骤包括：通过移动模块使待测物1和检测设备在移动平面内相对移动至第一位置坐标处；移动至第一位置坐标处之后，通过高度获取模块获取待测点A沿第一方向的第三坐标值。

其中，第三坐标值为Z坐标分量，再结合第一位置坐标中的X坐标分量和Y坐标分量，即可获得包括X、Y和Z坐标分量的第一坐标。

可选地，获取第一位置坐标的步骤包括：

获取第三坐标系与第一坐标系之间的第二转换关系；

根据第二转换关系，获取第六坐标在第一坐标系下的第七坐标，并获取第七坐标在移动平面内的坐标分量，得到第一位置坐标。

其中，可以根据图纸预先获得基准物2上特征点C在第三坐标系中的坐标以及待测物1上的待测点A在第三坐标系中的坐标即第六坐标，然后，通过检测设备检测获得基准物2上的特征点C在第一坐标系中的坐标，根据特征点C在第三坐标系中的坐标以及特征点C在第一坐标系中的坐标获得第三坐标系与第一坐标系之间的第二转换关系，之后根据第二转换关系将第六坐标转换为在第一坐标系下的第七坐标，并获取第七坐标在移动平面XY内的X坐标分量即第一坐标值和Y坐标分量即第二坐标值，得到第一位置坐标。

之后，通过移动模块使待测物1和检测设备在移动平面XY内相对移动，将检测光斑移动至第一位置坐标处，检测光斑照射到待测物1第一面10上的点即为待测点A，之后即可通过高度获取模块获取待测点A沿第一方向Z的第三坐标值。这样获得第一坐标值、第二坐标值和第三坐标值之后，即可获得第一坐标。

本发明实施例中，在进行第二检测之前，还包括：获取临近点B在第二坐标系中的第二位置坐标，第二位置坐标为临近点B的坐标在移动平面内的坐标分量，如X坐标分量和Y坐标分量。也就是说，第二位置坐标包括：沿第一移动方向X的第四坐标值和沿第二移动方向Y的第五坐标值。

第二检测的步骤包括：通过移动模块使待测物1和检测设备在移动平面内相对移动至第二位置坐标处；移动至第二位置坐标处之后，通过高度获取模块获取临近点B沿第一方向的第六坐标值。

其中，第六坐标值为Z坐标分量，再结合第二位置坐标中的X坐标分量和Y坐标分量，即可获得包括X、Y和Z坐标分量的第二坐标。

可选地，获取临近点B在第二坐标系中的第二位置坐标包括：获取待测点A在第一坐标系中的第一位置坐标之后，根据第一位置坐标在移动平面内获取临近位置坐标，临近位置坐标对应点与待测点A之间的距离在预设范围内；根据第一转换关系，获取临近位置坐标在第二坐标系中的第二位置坐标。

在这种获取第二位置坐标的方式中，获取待测点A在第一坐标系中的第一位置坐标之后，根据第一位置坐标在移动平面XY内选取距离其在预设范围内的点，获取该点的坐标即为临近位置坐标，该点即为临近点B，然后根据第一转换关系，将第一坐标系下的临近位置坐标转换到第二坐标系下，获取临近位置坐标在第二坐标系中的第二位置坐标，该第二位置坐标包括移动平面XY内的X坐标分量即第四坐标值和Y坐标分量即第五坐标值。

或者，获取临近点B在第二坐标系中的第二位置坐标包括：根据第一转换关系将第一坐标转换至第二坐标系下，获得第三坐标之后，在距离第三坐标预设范围内获取临近位置坐标，得到临近点；获取临近位置坐标在移动平面内的分量，得到第二位置坐标。

在这种获取第二位置坐标的方式中，先根据第一转换关系将第一坐标系下的第一坐标转换到第二坐标系下，获得对应第一坐标的第三坐标后，在距离第三坐标预设范围内选取临近点B，获取该临近点B的坐标即临近位置坐标，获取临近位置坐标在移动平面XY内的分量，得到第二位置坐标，该第二位置坐标包括移动平面XY内的X坐标分量即第四坐标值和Y坐标分量即第五坐标值。

之后，通过移动模块使待测物1和检测设备在移动平面XY内相对移动，将检测光斑移动至第二位置坐标处，检测光斑照射到待测物1第二面11上的点即为临近点B，之后即可通过高度获取模块获取临近点B沿第一方向Z的第六坐标值。这样获得第四坐标值、第五坐标值和第六坐标值之后，即可获得第二坐标。

本发明实施例提供的检测方法，由于待测点位于待测物的第一面，至少三个不共线的临近点位于待测物相对的第二面，因此，获得待测点在第一坐标系下的第一坐标，获得临近点在第二坐标系下的第二坐标，根据第一坐标和第二坐标获取待测点到至少三个临近点所在平面的距离之后，即可得到待测点的高度值或厚度值，从而解决了现有的检测方法无法获取待测物上任意点的高度或厚度信息的问题。

本发明还提供了一种检测系统，如图9所示，包括检测设备80、控制单元81和处理单元82，其中，检测设备80具有第一坐标系和第二坐标系；控制单元81用于控制检测设备80对待测物1第一面10上的待测点A进行第一检测，获得待测点A在第一坐标系下的第一坐标，控制检测设备80对待测物1第二面11上至少三个临近点B进行第二检测，获得临近点B在第二坐标系下的第二坐标；处理单元82用于根据第一坐标和第二坐标，获得待测点A到至少三个临近点B所在平面的距离，其中，如图3所示，待测物1包括相对的第一面10和第二面11，临近点B与待测点A之间的距离在预设范围内。

本发明实施例中，检测设备80还包括旋转轴O以及带动待测物1等物体绕旋转轴O旋转的旋转台等，其中，第一坐标系为待测物1绕旋转轴O旋转预设角度之前，待测物1与检测设备80所处的坐标系；第二坐标系为待测物1绕旋转轴O旋转预设角度之后，待测物1与检测设备80所处的坐标系。

本发明实施例中，第一坐标系和第二坐标系之间具有第一转换关系；控制单元81还用于控制检测设备80获取第一坐标系和第二坐标系之间的第一转换关系；处理单元82根据第一转换关系将第一坐标和第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于第一坐标和第二坐标的第三坐标，根据分别对应于第一坐标和第二坐标的第三坐标，获取待测点A到至少三个临近点B所在平面的距离。

其中，控制单元81用于控制检测设备80对基准物2进行检测，获得特征点C在第一坐标系下的第四坐标，使基准物2绕旋转轴O旋转预设角度；使基准物2绕旋转轴O旋转预设角度之后，通过检测设备80对基准物2进行检测，获得特征点C在第二坐标系下的第五坐标；根据第四坐标和第五坐标，获得第一坐标系和第二坐标系的第一转换关系。其中，基准物2的结构如上实施例，在此不再赘述。

本发明实施例中，将待测物1固定在检测设备的检测台上后，可以先对待测物1的第一面10进行第一检测，后对待测物1的第二面11进行第二检测，也可以先对待测物1的第二面11进行第二检测，后对待测物1的第一面10进行第一检测，本发明并不对此进行限定。

其中，控制单元81还用于控制检测设备80在第一检测之后，使待测物1翻转预设角度，控制检测设备80在第二检测之后，使待测物1翻转预设角度。

本发明实施例中，检测设备还包括高度检测模块和移动模块，其中，高度检测模块用于检测待测物1沿第一方向的坐标值；移动模块用于使待测物1和检测设备80在移动平面内相对移动，移动平面与第一方向不平行。

可选地，移动模块包括第一平移台和第二平移台，其中，第一平移台用于使待测物1与高度检测模块沿第一移动方向相对移动，第一移动方向平行于移动平面；第二平移台用于使待测物1与高度检测模块沿第二移动方向相对移动，第二移动方向平行于移动平面。其中，第一移动方向和第二移动方向分别平行于第一坐标系的两个坐标轴，如第一移动方向平行于第一坐标系中的X坐标轴，第二移动方向平行于第一坐标系中的Y坐标轴。

其中，控制单元81还用于在控制检测设备80进行第一检测之前，获取待测点A在第一坐标系中的第一位置坐标，第一位置坐标为待测点A的坐标在移动平面的坐标分量；

控制单元81还用于在进行第一检测时，通过移动模块使待测物1和检测设备80在移动平面内相对移动至第一位置坐标处；移动至第一位置坐标处之后，控制单元81还用于通过高度检测模块获取待测点A沿第一方向的第三坐标值。

由于待测物1具有第三坐标系，待测点A在第三坐标系中具有第六坐标，因此，控制单元81还用于获取第三坐标系与第一坐标系之间的第二转换关系，根据第二转换关系，获取第六坐标在第一坐标系下的第七坐标，并获取第七坐标在移动平面内的坐标分量，得到第一位置坐标。其中，第一位置坐标包括：沿第一移动方向X的第一坐标值和沿第二移动方向Y的第二坐标值。这样获得第一坐标值、第二坐标值和第三坐标值之后，即可获得第一坐标。

本发明实施例中，控制单元81还用于在控制检测设备80进行第二检测之前，获取临近点B在第二坐标系中的第二位置坐标，第二位置坐标为临近点B的坐标在移动平面内的坐标分量；

控制单元81还用于在进行第二检测时，通过移动模块使待测物1和检测设备80在移动平面内相对移动至第二位置坐标处；移动至第二位置坐标处之后，控制单元81还用于通过高度检测模块获取临近点B沿第一方向的第六坐标值。

其中，控制单元81用于在获取待测点在第一坐标系中的第一位置坐标之后，根据第一位置坐标在移动平面内获取临近位置坐标，临近位置坐标对应点与待测点之间的距离在预设范围内，根据第一转换关系，获取临近位置坐标在第二坐标系中的第二位置坐标；或者，控制单元81用于根据第一转换关系将第一坐标转换至第二坐标系下，获得第三坐标之后，在距离第三坐标预设范围内获取临近位置坐标，得到临近点；获取临近位置坐标在移动平面内的分量，得到第二位置坐标。

其中，第二位置坐标包括：沿第一移动方向X的第四坐标值和沿第二移动方向Y的第五坐标值。这样获得第四坐标值、第五坐标值和第六坐标值之后，即可获得第二坐标。

本发明实施例提供的检测系统，由于待测点位于待测物的第一面，至少三个不共线的临近点位于待测物相对的第二面，因此，获得待测点在第一坐标系下的第一坐标，获得临近点在第二坐标系下的第二坐标，根据第一坐标和第二坐标获取待测点到至少三个临近点所在平面的距离之后，即可得到待测点的高度值或厚度值，从而解决了现有的检测方法无法获取待测物上任意点的高度或厚度信息的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (18)

1.一种检测方法，其特征在于，包括：

提供检测设备，所述检测设备具有第一坐标系和第二坐标系；

提供待测物，所述待测物包括相对的第一面和第二面，所述第一面具有待测点，所述第二面具有至少三个不共线的临近点，所述临近点与所述待测点之间的距离在预设范围内；

通过所述检测设备对所述待测点进行第一检测，获得所述待测点在所述第一坐标系下的第一坐标；

通过所述检测设备对至少三个所述临近点进行第二检测，获得所述临近点在所述第二坐标系下的第二坐标；

根据所述第一坐标和所述第二坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离，得到检测高度值；

所述检测设备还包括旋转轴；

所述第一坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转预设角度之前，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；所述第二坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转所述预设角度之后，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；

所述检测方法还包括：所述第一检测之后，使所述待测物旋转所述预设角度；使所述待测物旋转所述预设角度之后，进行所述第二检测；

或者，所述检测方法还包括：所述第二检测之后，使所述待测物旋转所述预设角度；使所述待测物旋转所述预设角度之后，进行所述第一检测。

2.根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间具有第一转换关系；

所述检测方法还包括：获取所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一转换关系；

获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离的步骤包括：

根据所述第一转换关系将所述第一坐标和所述第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标；

根据分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离。

3.根据权利要求 2 所述的方法，其特征在于，所述第一检测之后，进行所述第二检测；

所述同一坐标系为所述第二坐标系，根据所述第一转换关系将所述第一坐标和所述第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标包括：

根据所述第一转换关系将所述第一坐标转换至所述第二坐标系下，获取所述待测点的第三坐标；

将所述第二坐标作为所述临近点的第三坐标。

4.根据权利要求 2 所述的方法，其特征在于，获取所述第一转换关系的步骤包括：

提供基准物，所述基准物具有特征点，所述特征点相对于所述旋转轴具有旋转不对称性；

通过所述检测设备对所述基准物进行检测，获得所述特征点在所述第一坐标系下的第四坐标；

使所述基准物绕所述旋转轴旋转所述预设角度；

使所述基准物绕所述旋转轴旋转所述预设角度之后，通过所述检测设备对所述基准物进行检测，获得所述特征点在所述第二坐标系下的第五坐标；

根据所述第四坐标和所述第五坐标，获得所述第一坐标系和所述第二坐标系的第一转换关系。

5.根据权利要求 4 所述的方法，其特征在于，所述基准物包括至少一个贯穿所述基准物的特征结构，所述特征结构包括所述特征点，所述特征结构沿不经过所述特征点的任意直线具有旋转不对称性。

6.根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，所述检测设备还包括：

高度检测模块，用于检测所述待测物沿第一方向的坐标值；

移动模块，用于使所述待测物和所述检测设备在移动平面内相对移动，所述移动平面与第一方向不平行。

7.根据权利要求 6 所述的方法，其特征在于，所述第一检测之前，还包括：获取所述待测点在所述第一坐标系中的第一位置坐标，所述第一位置坐标为所述待测点的坐标在所述移动平面的坐标分量；

所述第一检测的步骤包括：

通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第一位置坐标处；移动至所述第一位置坐标处之后，通过所述高度检测模块获取所述待测点沿第一方向的第三坐标值。

8.根据权利要求 7 所述的方法，其特征在于，所述待测物具有第三坐标系，所述待测点在所述第三坐标系中具有第六坐标；

获取所述第一位置坐标的步骤包括：

获取所述第三坐标系与所述第一坐标系之间的第二转换关系；

根据所述第二转换关系，获取所述第六坐标在所述第一坐标系下的第七坐标，并获取所述第七坐标在所述移动平面内的坐标分量，得到第一位置坐标。

9.根据权利要求 7 所述的方法，其特征在于，所述第二检测之前，还包括：获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标，所述第二位置坐标为所述临近点的坐标在所述移动平面内的坐标分量；

所述第二检测的步骤包括：通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第二位置坐标处；移动至所述第二位置坐标处之后，通过所述高度检测模块获取所述临近点沿第一方向的第六坐标值。

10.根据权利要求 9 所述的方法，其特征在于，获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标包括：获取所述待测点在所述第一坐标系中的第一位置坐标之后，根据所述第一位置坐标在所述移动平面内获取临近位置坐标，所述临近位置坐标对应点与所述待测点之间的距离在预设范围内；根据第一转换关系，获取所述临近位置坐标在第二坐标系中的第二位置坐标；

或者，获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标包括：根据所述第一转换关系将所述第一坐标转换至所述第二坐标系下，获得所述第三坐标之后，在距离所述第三坐标预设范围内获取临近位置坐标，得到临近点；获取所述临近位置坐标在移动平面内的分量，得到第二位置坐标。

11.根据权利要求 9 所述的方法，其特征在于，所述移动模块包括：

第一平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第一移动方向相对移动，所述第一移动方向平行于所述移动平面；

第二平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第二移动方向相对移动，所述第二移动方向平行于所述移动平面；

所述第一位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第一坐标值和沿所述第二移动方向的第二坐标值；

所述第二位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第四坐标值和沿所述第二移动方向的第五坐标值。

12.根据权利要求 11 所述的方法，其特征在于，所述第一移动方向和所述第二移动方向分别平行于所述第一坐标系的两个坐标轴。

13.一种检测系统，其特征在于，包括：

检测设备，所述检测设备具有第一坐标系和第二坐标系；

控制单元，用于控制所述检测设备对待测物第一面上的待测点进行第一检测，获得所述待测点在所述第一坐标系下的第一坐标，控制所述检测设备对所述待测物第二面上至少三个临近点进行第二检测，获得所述临近点在所述第二坐标系下的第二坐标；

处理单元，用于根据所述第一坐标和所述第二坐标，获得所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离，所述待测物包括相对的所述第一面和所述第二面，所述临近点与所述待测点之间的距离在预设范围内；

所述检测设备还包括旋转轴；

所述第一坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转预设角度之前，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；所述第二坐标系为所述待测物绕所述旋转轴旋转所述预设角度之后，所述待测物与所述检测设备所处的坐标系；

所述控制单元还用于控制所述检测设备在所述第一检测之后，使所述待测物旋转所述预设角度，控制所述检测设备在所述第二检测之后，使所述待测物旋转所述预设角度。

14.根据权利要求 13 所述的检测系统，其特征在于，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间具有第一转换关系；

所述控制单元还用于控制所述检测设备获取所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的第一转换关系；

所述处理单元根据所述第一转换关系将所述第一坐标和所述第二坐标转换至同一坐标系下，获得分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标，根据分别对应于所述第一坐标和所述第二坐标的第三坐标，获取所述待测点到所述至少三个临近点所在平面的距离。

15.根据权利要求 13 所述的检测系统，其特征在于，所述检测设备还包括：

高度检测模块，用于检测所述待测物沿第一方向的坐标值；

移动模块，用于使所述待测物和所述检测设备在移动平面内相对移动，所述移动平面与第一方向不平行。

16.根据权利要求 15 所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元还用于在控制所述检测设备进行第一检测之前，获取所述待测点在所述第一坐标系中的第一位置坐标，所述第一位置坐标为所述待测点的坐标在所述移动平面的坐标分量；

所述控制单元还用于在进行第一检测时，通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第一位置坐标处；

移动至所述第一位置坐标处之后，所述控制单元还用于通过所述高度检测模块获取所述待测点沿第一方向的第三坐标值。

17.根据权利要求 16 所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元还用于在控制所述检测设备进行第二检测之前，获取所述临近点在所述第二坐标系中的第二位置坐标，所述第二位置坐标为所述临近点的坐标在所述移动平面内的坐标分量；

所述控制单元还用于在进行第二检测时，通过所述移动模块使所述待测物和所述检测设备在所述移动平面内相对移动至所述第二位置坐标处；

移动至所述第二位置坐标处之后，所述控制单元还用于通过所述高度检测模块获取所述临近点沿第一方向的第六坐标值。

18.根据权利要求 17 所述的检测系统，其特征在于，所述移动模块包括：

第一平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第一移动方向相对移动，所述第一移动方向平行于所述移动平面；

第二平移台，用于使所述待测物与所述高度检测模块沿第二移动方向相对移动，所述第二移动方向平行于所述移动平面；所述第一位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第一坐标值和沿所述第二移动方向的第二坐标值；

所述第二位置坐标包括：沿所述第一移动方向的第四坐标值和沿所述第二移动方向的第五坐标值。

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