CN112254655A - 一种超大尺寸高精度二维平面测量设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二维测量技术，特别涉及一种超大尺寸二维平面的高精度测量设备。一种超大尺寸高精度二维平面测量设备，包括：把超大尺寸产品的测量点分布到不同的机械移动可达到的n个拍摄点构成的测量区域；由大范围的机械移动定位n个机械原点（基于光栅尺与伺服电机系统结合以实现机械的高精度定位）；在n个机械原点进行拍摄采图，基于预先标定的系数建立图像坐标系Qn；图像中的测量点由图像算法自动找到（如边缘提取，圆中心点，椭圆中心点，矩形中心点，弧度中心点等）；利用图像坐标系的平移换算得到Qn坐标系内所有测量点的世界坐标；建立所有测量点的对应计算关系得到实际测量尺寸；定义好所有测量尺寸后保存测量任务；基于移动总路程和移动顺序，在全局范围内进行坐标点的优化；最后实现自动测量并计算测量结果。

Description

一种超大尺寸高精度二维平面测量设备
技术领域
本发明专利涉及一种适用于工业产品检测的超大尺寸高精度二维平面测量设备。
背景技术
在工业生产领域，需要在产品批量生产前，对生产设备的生产性能（尤其是加工产品的尺寸等）进行抽样评估，以防止由于生产设备本身的问题导致的产品合格率较低的结果出现，从而在一定程度上增加产品的出厂合格率，降低生产成本，保障制造商的利润和与委托方的合作，以及厂商未来的发展。
目前业内主要使用二次元设备进行尺寸测量，存在的主要问题包括：
所有测量点均需由人工逐一定位，这就不可避免的将人工误差带入到系统误差中。
所有被检产品必须由检测员逐一手工操作，无法进行自动化测量，测量速度慢，极大的阻碍了产品的生产进度，常常成为工厂生产线的瓶颈。
总体而言，现有尺寸检测方法存在检测效率低和检测尺寸受限的问题。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种可用于工业产品的超大尺寸高精度二维平面测量设备。
本发明采用的技术方案是：一种超大尺寸高精度二维平面测量设备，包括：把超大尺寸产品测量点分割到不同的机械移动可达到的n个拍摄点；大范围的机械移动（基于光栅尺与伺服电机系统结合解决机械定位精度），用于定位n个机械原点；在n个机械原点进行拍摄采图，基于预先标定的系数建立图像坐标系Qn，图像中的测量点由图像算法自动找到，（如边缘提取，圆中心点，椭圆中心点，矩形中心点，弧度中心点等）；利用图像坐标系的平移换算得到Qn坐标系内所有测量点的世界坐标；建立所有测量点的对应计算关系（需要计算那些测量点之间的实际距离），得到实际测量尺寸；定义好所有测量尺寸后保存测量任务；基于移动总程和移动顺序，全局范围内的n坐标点的优化；自动测量并计算测量结果:
其中，所述拍摄点为多个
其中，所述用于高精度大范围机械移动的系统由光栅尺与伺服电机系统结合组成
其中，所述产品测量点由图像算法自动捕捉
其中，所述测量点的世界坐标由图像坐标系的平移变换得到
进一步，所述实际测量尺寸，由测量点的对应关系得到
更进一步，所述测量方式为自动测量。
本发明设计的效果是：由单一相机在一次内完成超大尺寸产品的二维尺寸检测，同时实现所有测量点的自动捕捉，并同时得到待测尺寸。
可在较大程度上提高产品的检测效率，及时发现生产设备中可能存在的问题，尽早使产品批量生产，为厂商降低时间成本，从而增加企业的利润，增强企业竞争力
附图说明
图1、图2是本发明实施例提供的一种超大尺寸高精度二维平面测量设备的载物平台的结构示意图。
图3是本发明实施例中提到的图像坐标系Qn的示意图。
图4是本发明实施例中提到的测量点的示意图。
具体实施方案
本发明实施例为解决现有技术存在的问题，提供一种超大尺寸高精度二维平面测量设备，利用高精度的机械定位移动载物台于各个拍摄点，然后拍照采图，能够解决单一相机无法获取超大尺寸产品整个外轮廓的问题。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。
如图1、2所示，本发明实施例提供的视觉检测载物平台包括：
承载待检测产品的载物台1，载物台1为玻璃材质，载物台1水平放置，载物台1可沿水平方向移动
用于批量生产前设备评估的待检测产品2，承载在载物台1上。
拍摄点3均匀分布于载物台表面，载物台1按拍摄点3移动，然后拍照采图，得到拍照区域4 内的图像
如图3所示，建立图像坐标系Qn
如图4所示，利用图像算法自动找到所有测量点5，如边缘提取，圆中心点，椭圆中心点，矩形中心点，弧度中心点等。
然后，利用图像坐标系的平移换算得到Qn坐标系内所有测量点的世界坐标。
建立所有测量点的对应计算关系，得到实际测量尺寸。
定义好所有测量尺寸后保存测量任务便于下次使用。
基于移动总程和移动顺序，并在全局范围内进行坐标点的优化。
然后实现自动测量并计算以及保存测量结果。
虽然通过以上实施例揭示了本发明，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或同等元件来替换。
综上所述，本发明提出的超大尺寸高精度二维平面测量设备具有检测效率高、检测范围大，同时又保证了检测的高精度等特点，用于工业产品的尺寸检测可具有极大的商业价值。
以上参照附图对本发明的具体实现方式进行了详细说明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种超大尺寸高精度二维平面测量设备，包括：把超大尺寸产品测量点分割到不同的机械移动可达到的n个拍摄点；大范围的机械移动（基于光栅尺与伺服电机系统结合解决机械定位精度），用于定位n个机械原点；在n个机械原点进行拍摄采图，基于预先标定的系数建立图像坐标系Qn，图像中的测量点由图像算法自动找到，（如边缘提取，圆中心点，椭圆中心点，矩形中心点，弧度中心点等）；利用图像坐标系的平移换算得到Qn坐标系内所有测量点的世界坐标；建立所有测量点的对应计算关系（需要计算那些测量点之间的实际距离），得到实际测量尺寸；定义好所有测量尺寸后保存测量任务；基于移动总程和移动顺序，全局范围内的n坐标点的优化；自动测量并计算测量结果。
2.按照权利要求1所述的超大尺寸高精度二维平面测量设备，其特征在于：把超大尺寸产品测量点分割到不同的机械移动可达到的n个拍摄点，不局限于拍摄点的数量。
3.按照权利要求2所述的超大尺寸高精度二维平面测量设备，其特征在于：所述机械原点的高精度定位由基于光栅尺与伺服电机系统结合实现。
4.按照权利要求3所述的超大尺寸高精度二维平面测量设备，其特征在于：由预先标定的系数实现图像坐标系Qn的建立。
5.按照权利要求4所述的超大尺寸高精度二维平面测量设备，其特征在于：所述测量点由图像算法自动找到（如边缘提取，圆中心点，椭圆中心点，矩形中心点，弧度中心点等）。
6.按照权利要求5所述的超大尺寸高精度二维平面测量设备，其特征在于：所述测量点的实际尺寸为，利用图像坐标系的平移换算得到Qn坐标系内所有测量点的世界坐标后，并根据其对应计算关系获得。
7.按照权利要求6所述的超大尺寸高精度二维平面测量设备，其特征在于：基于移动总路程和移动顺序，在全局范围内进行坐标点的优化。
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