CN112325778A - 一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法，涉及视觉测量检测技术领域；该装置包括基座、检测平台、相机、光源、控制卡以及工控机。该控制卡被配置为根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；工控机还被配置为在未超视场时直接对特征图像进行全尺寸检测；且工控机被配置为在超视场时控制调节检测平台、相机或光源三者中的至少一者的位置，以使控制卡能超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使工控机能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。该装置测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决检测难度大、精度低、检测效率低的问题。

Description

一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法

技术领域

本发明涉及视觉测量检测技术领域，具体而言，涉及一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法。

背景技术

近年来，机器视觉技术发展极为迅猛，应用范围比较广，发展前景乐观。机器视觉技术用到的很多技术都是来源于计算机学科，它从开始发展到如今广泛应用已过去了20多年，在这期间由于科学技术的不断发展以及工业自动化的不断高标准要求，使得机器视觉技术应用的范围和功能不断完善。机器视觉是一个非常活跃的研究领域，并且机器视觉技术对于测量也开始专门的研究起来，但是对于工业零件的生产测量，其规格要求和测量精度之严格，不但要求较高的测量速度和精度，而且要求非接触式测量，即在线测量，并保证测量的精确度，与之相关的学科涉及非常广泛。

随着时间的推移，工业测量技术也不断向前发展，基于机器视觉的测量技术已成当今测量技术的主导。Takesa等人于1984年研制出摄像机自动聚焦装置，并利用单个摄像机完成了对圆柱形工件的直径测量工作。1991年Mills主要针对圆柱形零件，利用高分辨率的线扫描摄像机来进行图像采集，并构建了图像预处理和识别分析系统，最终实现了对圆柱形零件的尺寸测量。2001年，SunC等人成功开发出采用激光和相机测量钢管直径的系统，系统测量结果与三坐标测量结果相比较，误差不超过0.2mm。天津大学的王庆有采用面阵CCD对大尺寸轴径进行高精度测量研究。东南大学的卞晓东采用机器视觉技术，设计并完成了车辆几何尺寸测量系统，在该系统中，提出了基于立体视觉的照相机阵列系统方案。

另外，虽然基于目前传统的零件测量的弊端，利用机器视觉技术进行测量的应用越来越广泛，但是利用机器视觉技术，且在摄像机视野范围较小时，对大型的零件进行拍摄仍然难以满足拍摄零件的整体图像的需求，从而也存在检测难度大、精度低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法，其测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决现有技术的检测难度大、精度低，且检测效率低等问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，包括：

基座；

检测平台，活动地设置于基座，用于放置待检测的工件；

相机，活动地安装于基座，用于采集工件的特征图像；

光源，活动地安装于基座，用于照亮检测平台；

工控机和控制卡，二者电连接，且相机和光源与控制卡电连接；控制卡被配置为根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；工控机还被配置为在未超视场时直接对特征图像进行全尺寸检测；且工控机被配置为在超视场时控制调节检测平台、相机或光源三者中的至少一者的位置，以使控制卡能控制相机对工件超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使工控机能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。

在可选的实施方式中，控制卡包括图像采集模块和图像处理模块；

图像采集模块与相机电连接，且用于获取相机采集的特征图像的图像信息；

图像处理模块与图像采集模块电连接，且用于根据图像采集模块所采集的图像信息判断工件是否超视场，且用于在超视场时对多次采集的特征图像进行拼接。

在可选的实施方式中，图像处理模块包括对比单元和拼接单元；对比单元用于接收图像采集模块所采集的图像信息，并用于与工件的图纸信息进行对比，若图像采集模块所采集的图像信息相较于图纸信息缺失则判定为超视场；若未缺失，则判定为未超视场；拼接单元用于在超视场时，对图像采集模块多次采集到的图像信息进行拼接。

在可选的实施方式中，检测平台通过第一调节机构活动地设置于基座，且检测平台通过第一调节机构能相对基座能沿第一方向和第二方向运动；

相机通过第二调节机构活动地安装于基座，相机通过第二调节机构能相对基座能沿两两相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向运动；

光源通过第三调节机构活动地安装于基座，且光源通过第三调节机构能相对基座能沿第一方向和第三方向运动；

工控机与第一调节机构、第二调节机构及第三调节机构电连接；且工控机被配置为在超视场时控制第一调节机构调节检测平台的位置，和/或控制第二调节机构调节相机的位置，和/或，控制第三调节机构调节光源的位置，以使控制卡能控制相机对工件超视场外的特征图像进行多次采集。

在可选的实施方式中，基座沿第一方向延伸设置；第一调节机构包括第一调节件和第二调节件，且第一调节件沿第一方向延伸设置于基座，第二调节件沿第二方向延伸设置于第一调节件，且能沿第一调节件的延伸方向运动，检测平台活动地安装于第二调节件远离第一调节件的一端，且能沿第二调节件的延伸方向运动。

在可选的实施方式中，第二调节机构包括第一调节轴、第二调节轴以及第三调节轴，且第一调节轴沿第三方向延伸设置于基座；第二调节轴沿第二方向延伸设置于第一调节轴，且能沿第一调节轴的延伸方向运动；第三调节轴沿第一方向延伸设置于第二调节轴，且能沿第二调节轴的延伸方向运动；

相机通过相机安装架与第三调节轴。

在可选的实施方式中，安装架包括第一架体和设置于第一架体两端的两个第二架体，第一架体和两个第二架体共同形成夹持槽；

相机通过云台可调角度地安装于夹持槽内。

在可选的实施方式中，第三调节机构包括沿第一方向延伸设置于第一调节轴的移动支架，光源通过安装支架活动地设置于移动支架，且能沿移动支架的延伸方向运动。

在可选的实施方式中，基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置还包括传感器，传感器设置于检测平台，且与控制卡电连接，用于向控制卡模块传送信号，且当控制卡模块接收到信号后，被配置为控制相机以及光源工作。

第二方面，本发明提供一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸的检测方法，包括：

根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；

若未超视场时通过控制卡直接对特征图像进行全尺寸检测；

若超视场则调节检测平台、相机、光源三者中的至少一者的位置，以对工件超视场外的特征图像进行采集，并根据多次采集后拼接得到的拼接图像进行全尺寸检测。

本发明的实施例至少具备以下优点或有益效果：

本发明的实施例提供了一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置和方法，该装置包括基座、检测平台、相机、光源、控制卡以及工控机。检测平台活动地设置于基座，用于放置待检测的工件；相机活动地安装于基座，用于采集工件的特征图像；光源活动地安装于基座，用于照亮检测平台；工控机和控制卡电连接，且相机和光源与控制卡电连接；控制卡被配置为根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；工控机还被配置为在未超视场时直接对特征图像进行全尺寸检测；且工控机被配置为在超视场时控制调节检测平台、相机或光源三者中的至少一者的位置，以使控制卡能控制相机对工件超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使工控机能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。该装置测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决现有技术的检测难度大、精度低，且检测效率低等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对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发明的某些实施例，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为本发明的实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置的检测流程图；

图3为本发明的实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置控制卡的结构示意简图；

图4为本发明的实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置控制卡的图像处理模块的结构示意简图。

图标:100-基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置；101-基座；103-检测平台；105-相机；107-光源；109-工控机；111-控制卡；113-第一调节机构；115-第二调节机构；117-第三调节机构；119-第一调节件；121-第二调节件；123-第一调节轴；125-第二调节轴；127-第三调节轴；129-安装架；131-第一架体；133-第二架体；135-夹持槽；137-移动支架；139-开口；141-安装支架；143-传感器；145-图像处理模块；147-图像采集模块；149-对比单元；151-拼接单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本实施例提供的一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100的结构示意图。请参阅图1，本实施例提供了一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100，其用于进行较大零件的全尺寸检测。当然，在其他实施例中，其也可以用于对其他工件进行全尺寸检测，本实施例不做限定。

详细地，请再次参阅图1，在本实施例中，基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100具体包括基座101、检测平台103、相机105、光源107、工控机109和控制卡111。其中，相机105为工业Gige相机，光源107为环形无影光源模块，控制卡111为AC1-ARM控制卡。并且，检测平台103活动地设置于基座101，用于放置待检测的工件，例如可以用于放置待检测的零件。相机105活动地安装于基座101，用于采集工件的特征图像。光源107活动地安装于基座101，用于照亮检测平台103，以便于相机105可获得清晰的图像。工控机109和控制卡111，二者电连接，且相机105和光源107与控制卡111电连接，通过工控机109和控制卡111可以完成零件的全尺寸检测。

更详细地，图2为本实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100的检测流程图，请参阅图1与图2，在利用上述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100进行零件的全尺寸检测时，首先需要判断该零件是不是超视场的，若是属于超视场的，则需要对各个位置的图像进行多次的获取。也即，在本实施例中，在进行测量前，控制卡111首先被配置为根据相机105获取的特征图像判断工件是否超视场。若工件是未超视场的，则工控机109被配置为直接对特征图像进行全尺寸检测。若工件是超视场的，且工控机109被配置为调节检测平台103、相机105或光源107三者中的至少一者的位置，以使控制卡111能控制相机105对工件超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使工控机109能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。

也即，通过上述结构的设置，使得该基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100对零件测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决现有技术的检测难度大、精度低，且检测效率低等问题。

需要说明的是，图3为本实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100控制卡111的结构示意简图。请参阅图3，为了能实现上述目的，在本实施例中，控制卡111具体还包括图像采集模块147和图像处理模块145。其中，图像采集模块147与相机105电连接，且用于获取相机105采集的特征图像的图像信息，以传递给图像处理模块145。二图像处理模块145与图像采集模块147电连接，且用于根据图像采集模块147所采集的图像信息判断工件是否超视场，且用于在超视场时对多次采集的特征图像进行拼接。也即，通过图像采集模块147和图像处理模块145的配合，使得工件超视场时能得到有效地判断，从而利于获取零件的各个位置的图像以得到拼接图像，进而便于工控机109进行全尺寸检测，以得到精确的检测值。

还需要说明的是，图4为本实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100控制卡111的图像处理模块145的结构示意简图。请参阅图4，在本实施例中，图像处理模块145包括对比单元149和拼接单元151。其中，对比单元149用于接收图像采集模块147所采集的图像信息，并用于与工件的图纸信息(图纸可为CAD图纸，也可以为三维图纸)进行对比，若图像采集模块147所采集的图像信息相较于图纸信息缺失则判定为超视场；若未缺失，则判定为未超视场；拼接单元151用于在超视场时，对图像采集模块147多次采集到的图像信息进行拼接，以便于全尺寸检测的进行，进而保证测量精度和效率。

下面对各结构的特征进行详细地介绍。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，检测平台103通过第一调节机构113活动地设置于基座101，且检测平台103通过第一调节机构113能相对基座101能沿第一方向(也即图1中的ab方向，也为水平方向)和第二方向(也即图1中的cd方向，也为与ab方向垂直的另一水平方向)运动。相机105通过第二调节机构115活动地安装于基座101，相机105通过第二调节机构115能相对基座101能沿两两相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向(也即图1中的ef方向，也为竖直方向)运动。光源107通过第三调节机构117活动地安装于基座101，且光源107通过第三调节机构117能相对基座101能沿第一方向和第三方向运动。

并且，在本实施例中，工控机109与第一调节机构113、第二调节机构115及第三调节机构117电连接。通过这样设置，使得工件在检测中发现是超视场时，则工控机109被配置为控制第一调节机构113调节检测平台103的位置，和/或控制第二调节机构115调节相机105的位置，和/或，控制第三调节机构117调节光源107的位置，以使控制卡111能控制相机105对工件超视场外的特征图像进行多次采集，从而便于工件的全尺寸检测的有效进行。

也即，通过上述结构设置，使得判定为超视场后，相机105可在两两相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向上运动，从而可使得相机105在各个位置上对工件进行拍照，而检测平台103也可以带动工件相应地运动，光源107也可变动位置地为相机105打光，以保证照片的清晰度，进而以得到更全面的图像信息，保证全尺寸检测的精确性。

需要说明的是，在本实施例中，第一方向、第二方向以及第三方向为两两相互垂直的三个方向，也即相当于XYZ轴坐标系的三个方向，在其他实施例中，第一方向、第二方向以及第三方向的具体位置还能根据需求进行选择，本实施例不做限定。

同时，还需要说明的是，在本实施例中，是通过相机105拍摄后进行是否超视场的判断，而当工件的尺寸明显大于相机105的拍摄尺寸时，可直接进行是否超视场的判断，从而节约工作流程，提高工作效率，本实施例不做限定。

更详细地，请再次参阅图1与图2，在本实施例中，基座101沿第一方向延伸设置。第一调节机构113包括第一调节件119和第二调节件121。第一调节件119和第二调节件121均为薄片板状结构，且均大致呈薄片的长方体状结构。同时，第一调节件119沿第一方向延伸设置于基座101，第二调节件121沿第二方向延伸设置于第一调节件119，且能沿第一调节件119的延伸方向运动，检测平台103活动地安装于第二调节件121远离第一调节件119的一端，且能沿第二调节件121的延伸方向运动。通过这样设置，使得检测平台103即可以沿第一方向运动又可以沿第二方向运动，进而可在超视场时便于调节工件的位置，以得到超视场外的图片的信息。

需要说明的是，在本实施例中，第二调节件121沿第一方向移动的距离范围为0-400mm；检测平台103沿第二方向移动的距离范围为0-280mm。当然，在其他实施例中，根据装置的尺寸特征的调节，此距离范围还能根据需求进行调整，本实施例不做限定。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，第二调节机构115包括第一调节轴123、第二调节轴125以及第三调节轴127，第一调节轴123、第二调节轴125以及第三调节轴127均大致呈长方体长条状结构。并且，第一调节轴123沿第三方向延伸设置于基座101；第二调节轴125沿第二方向延伸设置于第一调节轴123，且能沿第一调节轴123的延伸方向运动；第三调节轴127沿第一方向延伸设置于第二调节轴125，且能沿第二调节轴125的延伸方向运动；相机105通过相机105安装架129与第三调节轴127。通过这样设置，使得相机105需要沿第三方向运动时，可通过第二调节轴125带动相机105沿第一调节轴123的延伸方向上下运动即可，当相机105需要沿第二方向运动时，可通过第三调节轴127带动相机105沿第二调节轴125的延伸方向运动即可，当相机105需要沿第一方向运动时，则只需安装架129带动相机105沿第三调节轴127的方向运动即可，因而无论工件处于哪个位置，其均能通过调节相机105和工件的相对位置以进行拍摄，从而得到工件各个位置上的图片信息，以便于进行拼接，且便于对拼接后的图像进行全尺寸检测，以得到精确的检测结果。

需要说明的是，在本实施例中，第二调节轴125沿第三方向移动的距离范围为0-720mm；第三调节轴127沿第二方向移动的距离范围为0-300mm。当然，在其他实施例中，该调节范围还能根据需求进行调整，本实施例不做限定。

更详细地，在本实施例中，安装架129包括第一架体131和设置于第一架体131两端的两个第二架体133，第一架体131和两个第二架体133共同形成夹持槽135。相机105通过云台可调角度地安装于夹持槽135内。一方面，向相机105安装于夹持槽135内，有利于保证相机105的稳定性和可靠性，不易发生损坏。另一方面，相机105通过云台可调角度的安装于夹持槽135内，使得相机105不仅水平或竖直方向的位置可调，其角度还能得到有效地调节，从而能更便于对工件的各个位置进行拍摄，以便于拼接得到拼接图像。

需要说明的是，相机105可调安装转动的角度最大为150°，当然，在其他实施例中，根据云台种类不同，其还可以实现多角度的调节，本实施例不做限定。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，第三调节机构117包括沿第一方向延伸设置于第一调节轴123的移动支架137，光源107通过安装支架141活动地设置于移动支架137，且能沿移动支架137的延伸方向运动。随着相机105和工件的位置的变化，为了得到清晰的图像，可通过第三调节机构117对光源107的位置进行调整，从而可保证图像成像的质量。

需要说明的是，移动支架137沿第三方向移动的距离范围为0-720mm；安装支架141沿第一方向移动的距离范围为0-420mm。通过上述结构和尺寸的限制，使得该装置可实现对厚度范围为0-350mm的工件进行表面全尺寸识别和检测，可检测全尺寸个数为30个尺寸及以上，并且可实现对厚度范围为0-350mm的工件进行表面全尺寸识别和检测，并实时进行结果显示与反馈。同时，可测量检测的最大工件表面尺寸范围大小范围为600mmх820mm。完全可满足零件的检测需求。

更详细地，请再次参阅图1与图2，在本实施例中，移动支架137呈具有开口139的半封闭环状结构，也即大致呈U状结构。并且，第二调节机构115包括相对且间隔设置于基座101上的两个第一调节轴123，移动支架137的开口139端的两侧分别与两个第一调节轴123均活动连接，以保证装置结构的可靠性和稳定性。而安装支架141设置于环状结构内，且与环状结构的两端均活动连接，以调节光源107的安装位置。

需要说明的是，在本实施例中，第一调节件119和第二调节件121之间、第二调节件121以及检测平台103之间、第二调节轴125与第一调节轴123之间、第三调节轴127与第二调节轴125之间、移动支架137与第一调节轴123之间以及安装支架141与移动支架137之间之所以能实现相对运动，原因在于二者之间一者上设置有滚珠，另一者上设施有滑槽，通过设置电机等驱动件能驱动二者相互运动，以实现检测平台103位置的调节。当然，在其他实施例中，也可以采用带传动或链条传动或齿轮传动的方式进行配合，本实施例不做限定。

请再次参阅图2，在本实施例中，基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100还包括传感器143，且传感器143具体为E3JK-5M1传感器模块。将此传感器143设置于检测平台103，且与控制卡111电连接，用于向控制卡111模块传送信号，且当控制卡111模块接收到信号后，被配置为控制相机105以及光源107工作。也即，通过传感器143的设置，可使得当传感器143检测到检测平台103上具有工件时，则可控制相机105进行工作，对工件进行拍摄，以便于判断是否超视场，继而利于后续作业的进行。

另外，请再次参阅图2，本实施例还提供了一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸的检测方法，其具体包括以下步骤：

步骤S1：根据相机105获取的特征图像判断工件是否超视场；

步骤S21：若未超视场时通过控制卡111直接对特征图像进行全尺寸检测；

步骤S22：若超视场则调节检测平台103、相机105、光源107三者中的至少一者的位置，以对工件超视场外的特征图像进行采集，并根据多次采集后拼接得到的拼接图像进行全尺寸检测。

也即，采用此方式进行工件的全尺寸检测，可在测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决现有技术的检测难度大、精度低，且检测效率低等问题。

下面对本发明的实施例提供的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100的工作原理和有益效果进行详细地介绍：

在利用上述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100进行工件的全尺寸检测时，当传感器143检测到检测平台103放置有工件时，则将信号传递至控制卡111处，控制卡111则控制相机105进行图像采集，采集的图像输送至控制卡111的图像采集模块147内，图像采集模块147将信号传输至图像处理模块145，图像处理模块145根据相机105获取的特征图像判断工件是否超视场。此时，若未超视场时，则直接通过工控机109对特征图像进行全尺寸检测，若超视场时，则通过工控机109被配置为在超视场时控制调节检测平台103、相机105或光源107三者中的至少一者的位置，以使控制卡111能控制相机105对工件超视场外的特征图像进行多次采集，然后通过图像处理模块145对多次采集后的图像进行拼接，从而使工控机109能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。

在上述过程中，该装置测量前优先进行超视场判断，可在超视场时对图像进行拼接后再进行全尺寸测量，从而能解决现有技术的检测难度大、精度低，且检测效率低等问题。

综上所述，本发明的实施例提供了一种效率高、精度高以及操作容易便捷的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置100。

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

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于，包括：

基座；

检测平台，活动地设置于所述基座，用于放置待检测的工件；

相机，活动地安装于所述基座，用于采集所述工件的特征图像；

光源，活动地安装于所述基座，用于照亮所述检测平台；

工控机和控制卡，二者电连接，且所述相机和所述光源与所述控制卡电连接；所述控制卡被配置为根据所述相机获取的所述特征图像判断所述工件是否超视场；所述工控机还被配置为在未超视场时直接对所述特征图像进行全尺寸检测；且所述工控机被配置为在超视场时控制调节所述检测平台、所述相机或所述光源三者中的至少一者的位置，以使所述控制卡能控制所述相机对所述工件超视场外的特征图像进行多次采集，并对多次采集后的图像进行拼接，从而使所述工控机能对拼接后的拼接图像进行全尺寸检测。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述控制卡包括图像采集模块和图像处理模块；

所述图像采集模块与所述相机电连接，且用于获取所述相机采集的所述特征图像的图像信息；

所述图像处理模块与所述图像采集模块电连接，且用于根据所述图像采集模块所采集的图像信息判断所述工件是否超视场，且用于在超视场时对多次采集的所述特征图像进行拼接。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述图像处理模块包括对比单元和拼接单元；所述对比单元用于接收所述图像采集模块所采集的图像信息，并用于与所述工件的图纸信息进行对比，若所述图像采集模块所采集的图像信息相较于所述图纸信息缺失则判定为超视场；若未缺失，则判定为未超视场；所述拼接单元用于在超视场时，对所述图像采集模块多次采集到的所述图像信息进行拼接。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述检测平台通过第一调节机构活动地设置于所述基座，且所述检测平台通过所述第一调节机构能相对所述基座能沿第一方向和第二方向运动；

所述相机通过第二调节机构活动地安装于所述基座，所述相机通过所述第二调节机构能相对所述基座能沿两两相互垂直的所述第一方向、所述第二方向以及第三方向运动；

所述光源通过第三调节机构活动地安装于所述基座，且所述光源通过所述第三调节机构能相对所述基座能沿所述第一方向和所述第三方向运动；

所述工控机与所述第一调节机构、所述第二调节机构及所述第三调节机构电连接；且所述工控机被配置为在超视场时控制所述第一调节机构调节所述检测平台的位置，和/或控制所述第二调节机构调节所述相机的位置，和/或，控制所述第三调节机构调节所述光源的位置，以使所述控制卡能控制所述相机对所述工件超视场外的特征图像进行多次采集。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述基座沿所述第一方向延伸设置；所述第一调节机构包括第一调节件和第二调节件，且所述第一调节件沿所述第一方向延伸设置于所述基座，所述第二调节件沿所述第二方向延伸设置于所述第一调节件，且能沿所述第一调节件的延伸方向运动，所述检测平台活动地安装于所述第二调节件远离所述第一调节件的一端，且能沿所述第二调节件的延伸方向运动。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述第二调节机构包括第一调节轴、第二调节轴以及第三调节轴，且所述第一调节轴沿所述第三方向延伸设置于所述基座；所述第二调节轴沿所述第二方向延伸设置于所述第一调节轴，且能沿所述第一调节轴的延伸方向运动；所述第三调节轴沿所述第一方向延伸设置于所述第二调节轴，且能沿所述第二调节轴的延伸方向运动；

所述相机通过相机安装架与所述第三调节轴。

7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述安装架包括第一架体和设置于所述第一架体两端的两个第二架体，所述第一架体和两个所述第二架体共同形成夹持槽；

所述相机通过云台可调角度地安装于所述夹持槽内。

8.根据权利要求6所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述第三调节机构包括沿所述第一方向延伸设置于所述第一调节轴的移动支架，所述光源通过安装支架活动地设置于所述移动支架，且能沿所述移动支架的延伸方向运动。

9.根据权利要求1所述的基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置，其特征在于：

所述基于机器视觉的超视场工件全尺寸检测装置还包括传感器，所述传感器设置于所述检测平台，且与所述控制卡电连接，用于向所述控制卡模块传送信号，且当所述控制卡模块接收到信号后，被配置为控制所述相机以及所述光源工作。

10.一种基于机器视觉的超视场工件全尺寸的检测方法，其特征在于，包括：

根据相机获取的特征图像判断工件是否超视场；

若未超视场时通过控制卡直接对所述特征图像进行全尺寸检测；

若超视场则调节检测平台、相机、光源三者中的至少一者的位置，以对所述工件超视场外的特征图像进行采集，并根据多次采集后拼接得到的拼接图像进行全尺寸检测。

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