CN113624158B - 一种视觉尺寸检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种视觉尺寸检测系统及方法，其系统包括棱镜组件、多个图像传感设备以及图像处理设备，多个图像传感设备分别安装在相对棱镜组件多个侧面的位置，图像传感设备与图像处理设备通信连接；棱镜组件，用于将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；多个图像传感设备，用于分别获取多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；图像处理设备，用于将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸。本申请能够快速、准确确定目标零件的尺寸，从而提高检测效率和准确率。

Description

一种视觉尺寸检测系统及方法

技术领域

本申请涉及视觉检测领域，尤其是涉及一种视觉尺寸检测系统及方法。

背景技术

基于机器视觉的测量技术具有非接触、高精度、测量量程大，可同时检测多个尺寸量，同时可以实现在线大批量检测等优点，在工业几何量的测量以及工件表面缺陷检测和工件表面变形的检测种得到越来越广泛的应用。利用视觉的方法进行零件尺寸的测量已经成为一项应用极为广泛的工件尺寸检测方案。

目前有单视野成像测量方案和多视野成像测量方案；其中，单视野成像测量方案，由于相机中成像靶面其尺寸较小，利用单个视场测量大尺寸的零件则需要利用成像镜头对其进行缩小成像，以使检测的零件不会超过所选择相机的视野范围。对于缩小成像，单个像元代表的实际物理尺寸也会随着缩小倍数的增大而变小，因此，测量的精度较低。现有的多视野成像测量方案：为了避免缩小成像带来的精度损失，有学者提出利用光栅尺和高精确的运动控制使同一个相机移动到零件的不同位置进行多视野成像。然后利用图像拼接方法得到零件的完整信息。该方法得到零件的测量精度较高，但是运动控制和拼接方式导致测量时间长、效率低的问题出现。因此，本发明人针对现有零件尺寸的成像测量方式还需要进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种视觉尺寸检测系统及方法，用以解决现有技术中如何提高零件尺寸的测量精准度和效率的技术问题。

为了解决上述问题，第一方面，本申请提供一种视觉尺寸检测系统，所述系统包括棱镜组件、多个图像传感设备以及图像处理设备，所述多个图像传感设备分别安装在相对所述棱镜组件多个侧面的位置，所述图像传感设备与所述图像处理设备通信连接；

所述棱镜组件，用于将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；

所述多个图像传感设备，用于分别获取所述多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；

所述图像处理设备，用于将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸。

可选的，所述系统还包括镜头，所述镜头用于采集光照时目标零件的反射光，以形成所述目标成像光线；在对目标零件进行尺寸检测时，所述目标零件、镜头和棱镜组件的中心位于同一直线上。

可选的，所述棱镜组件包括第一分光棱镜、第一合光棱镜以及第二合光棱镜；

所述第一分光棱镜用于将通过镜头的出射光线分成第一待成像光线和第二待成像光线；

所述第一合光棱镜用于将第一待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的上下/左右边缘图；

所述第二合光棱镜用于将第二待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的左右/上下边缘图。

可选的，所述第一合光棱镜和第二合光棱镜安装于第一分光棱镜的两个不同侧面，且经过第一分光棱镜透射的第一待成像光线传输至第一合光棱镜进行合光以形成第一成像光路，且经过第一分光棱镜反射的反射光传输至第二合光棱镜进行合光以形成第二成像光路；

所述第一成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面，第二成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面。

可选的，所述第一分光棱镜由两个等腰直角棱镜组成立方结构，第一合光棱镜和第二合光棱镜均由两个斜方棱镜组成合光结构。

可选的，所述棱镜组件还包括第一反射棱镜、第二反射棱镜以及第三反射棱镜；

所述第一反射棱镜覆盖安装于第一合光棱镜的部分合光出射面，且所述第一反射棱镜将部分第一成像光路反射，以使第一成像光路分为第一直射成像光路和第一反射成像光路，所述第一直射成像光路对应于第一图像传感设备的成像靶面，所述第一反射成像光路对应于第二图像传感设备的成像靶面；

所述第二反射棱镜和第三反射棱镜覆盖安装于第二合光棱镜的部分合光出射面，且第二反射棱镜和第二反射棱镜均将部分第二成像光路反射，以使第二成像光路分为第二直射成像光路、第二左反射成像光路和第二右反射成像光路，所述第二直射成像光路对应于第三图像传感设备的成像靶面，所述第二左反射成像光路对应于第四图像传感设备的成像靶面，所述第二右反射成像光路对应于第五图像传感设备的成像靶面。

可选的，所述第一合光棱镜和第二合光棱镜由两个斜方棱镜组成合光结构，根据斜方棱镜合光的光学成像模型，两个斜方棱镜之间存在黑带，则所述第一合光棱镜和第二合光棱镜的参数满足如下公式：

Black＝L tanα+M tan(arcsin(λsinα))

Black＜l_s/2

式中，Black表示黑带宽度的一半；L表示第一/二合光棱镜中斜方棱镜长度；M表示第一/二合光棱镜中斜方棱镜的合光出射面距离图像传感设备的感光元件的距离；λ表示空气相对于棱镜玻璃材料的折射率；α表示光线从空气到棱镜玻璃材料的折射角；l_s表示针对黑带宽度设置的阈值。

第二方面，本申请提供了一种视觉尺寸检测方法，应用于所述的视觉尺寸检测系统，所述方法包括：

调整系统工作参数，使棱镜组件将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；

多个图像传感设备分别获取所述多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；

图像处理设备将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸。

可选的，调整系统工作参数，包括：

按照如下公式以及图像传感设备的预设放大倍数，调整图像传感设备相对于棱镜组件的垂直距离，以及棱镜组件、目标零件和镜头之间的垂直距离；

式中，f为镜头焦距，u为物距即目标零件的测量中心到镜头的距离，v为像距即镜头到图像传感设备的成像靶面的光路距离。

可选的，所述图像处理设备将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸之前，所述方法包括：

确定系统的物理坐标系，包括利用所述系统拍摄已知物理尺寸和编码方式的标定零件，并利用对标定零件的标定靶标进行，将靶标的编码解算得到系统物理坐标系的实际点坐标；

将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像坐标系到物理坐标系的转换，得到物理坐标系下目标零件不同边缘位置的目标图像。

采用上述实施例的有益效果是：通过采用棱镜组件将目标零件的目标成像光线经过分光、合光处理，使得最后传输到对应图像传感设备的画面能够缩小，并且通过多个图像传感设备可以采集目标零件不同边缘部位的图像，从而便于拼接出目标零件的完整图像，根据该完整图像，可以快速、准确确定目标零件的尺寸，从而提高检测效率和准确率。

附图说明

图1为本申请提供的视觉尺寸检测系统一实施例的原理框图；

图2为本申请提供的棱镜组件一实施例的结构示意图；

图3为本申请提供的分光原理示意图；

图4为本申请提供的合光原理示意图；

图5为本申请提供的棱镜组件另一实施例的结构示意图；

图6为本申请提供的多个图像传感设备一实施例的安装位置示意图；

图7为本申请提供的斜方棱镜合光的光学成像模型示意图；

图8为本申请提供的关于斜方棱镜合光的黑带计算的几何模型示意图；

图9为本申请提供的视觉尺寸检测方法一实施例的方法流程图；

图10为本申请提供的油泵叶片的图像拼接示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本申请的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本申请的实施例一起用于阐释本申请的原理，并非用于限定本申请的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参照图1为本申请提供的视觉尺寸检测系统一种实施例的原理框图，该系统包括棱镜组件101、多个图像传感设备102以及图像处理设备103，多个图像传感设备分别安装在相对棱镜组件多个侧面的位置，图像传感设备与图像处理设备通信连接；

棱镜组件101，用于将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；

多个图像传感设备102，用于分别获取多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；

图像处理设备103，用于将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸。

在本实施例中，考虑到图像传感设备的成像靶面面积小于目标零件的平面大小，因此采用多个图像传感设备，在本实施例中，图像传感设备可以采用CCD相机，图像处理设备可以采用计算机。目标成像光线是指经过目标零件且用于相机成像的光束。预设多个镜面是指棱镜组件的多个合光出射面。目标零件是指用于尺寸检测的零件，形状为方形、圆形或不规则形状均可；在一具体应用实施例中，目标零件为油泵叶片，大小为28mm*15mm之内，而一般CCD相机的成像靶面大小为15*20mm。此外，本实施例的棱镜组件采用K9玻璃材料。

本实施例通过采用棱镜组件将目标零件的目标成像光线经过分光、合光处理，使得最后传输到对应图像传感设备的画面能够缩小，并且通过多个图像传感设备可以采集目标零件不同边缘部位的图像，从而便于拼接出目标零件的完整图像，根据该完整图像，可以快速、准确确定目标零件的尺寸，从而提高检测效率和准确率。

在一实施例中，视觉尺寸检测系统还包括镜头，镜头用于采集光照时目标零件的反射光，以形成目标成像光线；在对目标零件进行尺寸检测时，目标零件、镜头和棱镜组件的中心位于同一直线上。

如图2所示，在一实施例中，棱镜组件包括第一分光棱镜11、第一合光棱镜12以及第二合光棱镜13；第一分光棱镜11用于将通过镜头的出射光线分成第一待成像光线和第二待成像光线；第一合光棱镜12用于将第一待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的上下/左右边缘图；第二合光棱镜13用于将第二待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的左右/上下边缘图。

需要说明的是，第一分光棱镜、第一合光棱镜以及第二合光棱镜可以通过胶状封装；此外，针对第一分光棱镜、第一合光棱镜以及第二合光棱镜的组装方式不限于图2所示，可以根据实际需求对棱镜组件的组装外形进行适应性调整。

如图2所示，在一实施例中，第一合光棱镜和第二合光棱镜安装于第一分光棱镜的两个不同侧面，且经过第一分光棱镜透射的第一待成像光线传输至第一合光棱镜进行合光以形成第一成像光路，且经过第一分光棱镜反射的反射光传输至第二合光棱镜进行合光以形成第二成像光路；第一成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面，第二成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面。

在一具体实施例中，第一成像光路可以对应两个图像传感设备的成像靶面，第二成像光路可以对应三个图像传感设备的成像靶面。

在一实施例中，第一分光棱镜11由两个等腰直角棱镜组成立方结构，第一合光棱镜12和第二合光棱镜13均由两个斜方棱镜组成合光结构。

参照图3所示分光原理图，分光棱镜将入射光分为透射光和反射光。参照图4所示合光原理图，可知，棱镜右半部分的两个斜方棱镜组成合光结构，光线经过合光后，上子图的下半部分和下子图的上半部分均缩小，从而得到便于图像传感设备获取的采集图。

参照图5所示，在另一实施例中，棱镜组件还可以包括第一反射棱镜14、第二反射棱镜15以及第三反射棱镜16。

第一反射棱镜14覆盖安装于第一合光棱镜12的部分合光出射面，且第一反射棱镜将部分第一成像光路反射，以使第一成像光路分为第一直射成像光路和第一反射成像光路，如图6所示，第一直射成像光路对应于第一图像传感设备1的成像靶面，第一反射成像光路对应于第二图像传感设备2的成像靶面。

第二反射棱镜15和第三反射棱镜16覆盖安装于第二合光棱镜13的部分合光出射面，且第二反射棱镜和第二反射棱镜均将部分第二成像光路反射，以使第二成像光路分为第二直射成像光路、第二左反射成像光路和第二右反射成像光路，如图6所示，第二直射成像光路对应于第三图像传感设备3的成像靶面，第二左反射成像光路对应于第四图像传感设备4的成像靶面，第二右反射成像光路对应于第五图像传感设备5的成像靶面。

在本实施例中，第一反射棱镜14、第二反射棱镜15以及第三反射棱镜16可以采用等腰直角反射棱镜，从而将光的传输方向转变90°；可以根据图像传感设备的安装方位，选择性增加第一反射棱镜14、第二反射棱镜15以及第三反射棱镜16，从而便于五个图像传感设备进行安装，从而避免无法并排放置多个图像传感设备的情况。如图6所示，五个图像传感设备即相机安装于棱镜组件的五个方位，从而便于采集目标零件不同边缘位置的图像。

需要说明的是，第一分光棱镜、第一合光棱镜、第二合光棱镜、第一反射棱镜、第二反射棱镜以及第三反射棱镜可以通过胶状封装；此外，针对第一分光棱镜、第一合光棱镜、第二合光棱镜、第一反射棱镜、第二反射棱镜以及第三反射棱镜的组装方式不限于图5所示，可以根据实际需求对棱镜组件的组装外形进行适应性调整。

在一实施例中，第一合光棱镜和第二合光棱镜由两个斜方棱镜组成合光结构，根据斜方棱镜合光的光学成像模型，两个斜方棱镜之间存在黑带，如图7所示。在设计斜方棱镜，为了将目标零件中相对的两边缘不被隐藏在黑带中，需要考虑斜方棱镜的结构和尺寸。首先需要计算黑带宽度，该宽度影响到在同一个图像传感设备中能否同时在左右或上下采集到目标零件的边缘。

如图8所示，用于合光的斜方棱镜放置在分光棱镜上，图中len表示镜头焦点到斜方棱镜下部距离，W表示分光棱镜的高度，M表示斜方棱镜上表面距CCD相机感光元件即CMOS芯片的垂直距离，H表示斜方棱镜的高度，L表示斜方棱镜长度，Black表示黑带长度的一半。斜方棱镜的倾斜角为45°。β为空气到棱镜玻璃材料的入射角，α为空气到棱镜玻璃材料的折射角。定义光线从镜头焦点入射到分光棱镜和斜方棱镜中，从斜方棱镜射出，以斜方棱镜一个角作为坐标原点，X轴与斜方棱镜底面重合，Y轴平行斜方棱镜高度方向，建立XOY笛卡尔坐标系。坐标点A(a,0)表示光线射入斜方棱镜的入射点，则满足下式(3-1)：

a＝L+H-Len×(tanβ)-W×(tanα) (3-1)

其中λ表示空气相对于棱镜玻璃材料的折射率，大小为1.51630。

图8中，直线l₁的表达式为：

y＝-x(cotα)+a(cotα) (3-3)

与直线y＝x的交点B(B_x,B_y)，计算可得其坐标为

可得直线l₂的表达式为：

y＝-x(tanα)+a (3-4)

与直线y＝x-L的交点C(C_x,C_y)，计算可得其坐标为

计算直线l₃的表达式：

与直线y＝H的交点D(D_x,D_y)，计算其坐标为(a+L(1-tanα)-H tanα,H)，而坐标点E(E_x,E_y)，其坐标为(L+H,H)，可计算得出点D和点E之间的距离：

Dis＝H(1+tanα)-a+L tanα (3-6)

黑带的形成是由于斜方棱镜左边界顶点处无法反射光线，取斜方棱镜的边界位置，即a＝H+H tanα，将其代入式(3-6)中计算可得：

Dis＝L tanα (3-7)

黑带大小为：

Black＝L tanα+M tanβ (3-8)

将式(3-2)代入式(3-8)中可得：

Black＝L tanα+M tan(arcsin(λsinα)) (3-9)

需要说明的是，Black表示黑带宽度的一半。

在本实施例中，针对黑带宽度设置的阈值为l_s，避免目标零件相对的两边缘被隐藏在黑带中；因此，黑带宽度满足：Black＜l_s/2，在本实施例中，阈值l_s采用经验值，具体为0.03mm。在本实施例中，α为0.1°左右。进一步地，通过对黑带宽度这个关键参数进行限定，并可以采用经验值，从而反向确定斜方棱镜长度L和斜方棱镜的合光出射面距离图像传感设备的感光元件的距离M，L和M可以采用列举满足条件的经验值确定。

参照图9，本申请实施例还提供一种视觉尺寸检测方法，应用于视觉尺寸检测系统，该方法包括：

S1、调整系统工作参数，使棱镜组件将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；

S2、多个图像传感设备分别获取多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；

S3、图像处理设备将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸。

在一实施例中，调整系统工作参数，包括：

按照如下公式以及图像传感设备的预设放大倍数，调整图像传感设备相对于棱镜组件的垂直距离，以及棱镜组件、目标零件和镜头之间的垂直距离；

式中，f为镜头焦距，u为物距即目标零件的测量中心到镜头的距离，v为像距即镜头到图像传感设备的成像靶面的光路距离；预设放大倍数表示图像传感设备对目标零件的图像的放大倍数；在本实施例中，预设放大倍数为1.5。

在一实施例中，步骤S3即图像处理设备将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸之前，本实施例的视觉尺寸检测方法包括：

确定系统的物理坐标系，包括利用系统拍摄已知物理尺寸和编码方式的标定零件，并利用对标定零件的标定靶标进行，将靶标的编码解算得到系统物理坐标系的实际点坐标；标定零件的编码方式可以采用黑白格进行二进制编码；

将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像坐标系到物理坐标系的转换，得到物理坐标系下目标零件不同边缘位置的目标图像。

在一具体应用实例中，通过五个相机采集油泵叶片不同边缘位置的图像，然后五个视场图像的图像坐标系转换到系统的物理坐标系之后进行图像拼接，得到油泵叶片的完整图像，参照图6和图10，第一图像传感设备1成像位置为油泵叶片的2与6位置，第二图像传感设备2成像位置为油泵叶片的1与7位置，第三图像传感设备3成像位置为油泵叶片的4与9位置，第四图像传感设备4成像位置为油泵叶片的3与10位置，第五图像传感设备5成像位置为油泵叶片的5与8位置。进一步地，对油泵叶片进行边缘提取之后，得到高精度的油泵叶片尺寸视觉测量结果。

区别于现有技术，本实施例通过采用棱镜组件将目标零件的目标成像光线经过分光、合光处理，使得最后传输到对应图像传感设备的画面能够缩小，并且通过多个图像传感设备可以采集目标零件不同边缘部位的图像，从而便于拼接出目标零件的完整图像，根据该完整图像，可以快速、准确确定目标零件的尺寸，从而提高检测效率和准确率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述系统包括棱镜组件、多个图像传感设备以及图像处理设备，所述多个图像传感设备分别安装在相对所述棱镜组件多个侧面的位置，所述图像传感设备与所述图像处理设备通信连接；

所述棱镜组件，用于将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；

所述多个图像传感设备，用于分别获取所述多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；

所述图像处理设备，用于将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸；

所述系统还包括镜头，所述镜头用于采集光照时目标零件的反射光，以形成所述目标成像光线；在对目标零件进行尺寸检测时，所述目标零件、镜头和棱镜组件的中心位于同一直线上；所述棱镜组件包括第一分光棱镜、第一合光棱镜以及第二合光棱镜；

所述第一分光棱镜用于将通过镜头的出射光线分成第一待成像光线和第二待成像光线；

所述第一合光棱镜用于将第一待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的上下/左右边缘图；

所述第二合光棱镜用于将第二待成像光线进行合光并传输至对应的图像传感设备，以使对应的图像传感设备采集生成对称的左右/上下边缘图；

所述棱镜组件还包括第一反射棱镜、第二反射棱镜以及第三反射棱镜；

所述第一反射棱镜覆盖安装于第一合光棱镜的部分合光出射面，且所述第一反射棱镜将部分第一成像光路反射，以使第一成像光路分为第一直射成像光路和第一反射成像光路，所述第一直射成像光路对应于第一图像传感设备的成像靶面，所述第一反射成像光路对应于第二图像传感设备的成像靶面；

所述第二反射棱镜和第三反射棱镜覆盖安装于第二合光棱镜的部分合光出射面，且第二反射棱镜和第二反射棱镜均将部分第二成像光路反射，以使第二成像光路分为第二直射成像光路、第二左反射成像光路和第二右反射成像光路，所述第二直射成像光路对应于第三图像传感设备的成像靶面，所述第二左反射成像光路对应于第四图像传感设备的成像靶面，所述第二右反射成像光路对应于第五图像传感设备的成像靶面。

2.根据权利要求1所述的视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述第一合光棱镜和第二合光棱镜安装于第一分光棱镜的两个不同侧面，且经过第一分光棱镜透射的第一待成像光线传输至第一合光棱镜进行合光以形成第一成像光路，且经过第一分光棱镜反射的反射光传输至第二合光棱镜进行合光以形成第二成像光路；

所述第一成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面，第二成像光路对应多个图像传感设备的成像靶面。

3.根据权利要求1所述的视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述第一分光棱镜由两个等腰直角棱镜组成立方结构，第一合光棱镜和第二合光棱镜均由两个斜方棱镜组成合光结构。

4.根据权利要求1所述的视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述第一合光棱镜和第二合光棱镜由两个斜方棱镜组成合光结构，根据斜方棱镜合光的光学成像模型，两个斜方棱镜之间存在黑带，则所述第一合光棱镜和第二合光棱镜的参数满足如下公式：

Black＜l _s/2

式中，Black表示黑带宽度的一半；L表示第一/二合光棱镜中斜方棱镜长度；M表示第一/二合光棱镜中斜方棱镜的合光出射面距离图像传感设备的感光元件的距离；λ表示空气相对于棱镜玻璃材料的折射率；α表示光线从空气到棱镜玻璃材料的折射角；l _s表示针对黑带宽度设置的阈值。

5.一种视觉尺寸检测方法，应用于权利要求1-4任一项所述的视觉尺寸检测系统，其特征在于，所述方法包括：

调整系统工作参数，使棱镜组件将目标零件的目标成像光线进行分光、合光处理后并从预设多个镜面出射，以传输至对应图像传感设备的成像靶面；

多个图像传感设备分别获取所述多个镜面出射的光线进行成像，得到目标零件不同边缘位置的目标图像并传输至图像处理设备；

图像处理设备将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸。

6.根据权利要求5所述的视觉尺寸检测方法，其特征在于，调整系统工作参数，包括：

按照如下公式以及图像传感设备的预设放大倍数，调整图像传感设备相对于棱镜组件的垂直距离，以及棱镜组件、目标零件和镜头之间的垂直距离；

式中，f为镜头焦距，u为物距即目标零件的测量中心到镜头的距离，v为像距即镜头到图像传感设备的成像靶面的光路距离。

7.根据权利要求5所述的视觉尺寸检测方法，其特征在于，所述图像处理设备将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像拼接，根据图像拼接结果，确定目标零件的尺寸之前，所述方法包括：

确定系统的物理坐标系，包括利用所述系统拍摄已知物理尺寸和编码方式的标定零件，并利用对标定零件的标定靶标，将靶标的编码解算得到系统物理坐标系的实际点坐标；

将目标零件不同边缘位置的目标图像进行图像坐标系到物理坐标系的转换，得到物理坐标系下目标零件不同边缘位置的目标图像。

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